Darrieus-Eigenbau-Projekt

Hallo Thorsten!

Danke, Danke erstmal!!!

Also sie wird, falls niemand innerhalb einer weiteren Studienarbeit daran weiterforscht (gesucht wird in erster Linie ein geeigneter Generator, bzw. die Anpassung und Änderung der vorhandenen Lichtmaschine), in irgendeinem Keller der DHBW Mosbach (Duale Hochschule Baden Württemberg - ehemals BA: Berufsakademie) vor sich hin verstauben... ABER: falls innerhalb des nächsten Jahres, wo ich beruflich in Italien verweile, niemand daran weitergearbeitet hat, werde ich 200 Euro auf den Tisch legen und MEIN Windrad zu mir holen... die 200 Euro sollten die Materialkosten locker abdecken.

Auch von Theoretikern nehm ich gerne Tipps an, was man hätte besser machen können. Ich mein, ok, so schlecht kanns nicht gewesen sein, immerhin hat sie sich gedreht, bei sehr niedrigen Windstärken. Jedoch hat sich gerade die theoretische Recherche nach Anleitungen zu Profilform, oder Proportionen als schwierig gestaltet.

Daher an dieser Stelle einen RIESENDANK an das Forum, die Beiträge zu meinem Thema, aber auch die anderen Topics, die ich alle nach Informationen durchforstet habe!

MfG Dominik

Hallo Max!
Eben wollte ich auch schon etwas dazu sagen, hatte es gelassen, weil Kritik ziemlich die Motivation zertöppern kann.
Aber Du machst das ja sehr vorsichtig!
Dieser Rotor war wohl bisher gut vor Sturm behütet!
Man kann nicht alles gleichzeitig richtig machen, der Fehlerteufel schleicht sich irgendwie immer rein. Ich finde, gerade deshalb ist ein Forum gut, viele Augen sehen mehr!
Ok, ich will mit meinem Senf nicht hinterm Berg halten:
Die im Vergleich zum Flügelmaterial relativ schweren Flügelverbindungen im Dreieck an den oberen und unteren Flügelenden wären ganz ok, wenn es nur um Stabilisierung der Flieh- und - in geringem Maß - auch der Kreiselkräfte ginge. Diese sind normalerweise am Rotor keinen Lastwechseln ausgesetzt, wenn der nur von Hand oder künstlich mit Maschine gedreht wird.
Beim Wind als Antrieb ist das ein wenig anders, er bläst aus einer bestimmten Richtung, die Flügel passieren an dieser Strömungsrichtung vorbei, es entstehen Druck - und Zugmomente je nach Position der Flügel vor oder hinter der Drehachse relativ zur Windrichtung. Die Dreiecksverbindung oben und unten wird dann aus dem eigentlichen Kräftefeld der Flieh und Schwungkraft herausgelenkt. Es fehlt dort dann die steife Verbindung zur Drehachse um das zu stabilisieren.
Wie jedoch soll man diese herstellen, ohne aus dem schönen Rotor einen häßlichen Drahtkäfig zu machen?
Am besten garnicht!
Nur darf dieses Windrad keinem starkem Wind zu lange ausgesetzt werden!
Beim nächsten Rotor dann einfach mit genialer Konstruktionstechnik an die geeignete Statik denken, und gut ist!
Konstruktionsbeispiele gibt es schon einige gute mit doppelten Tragarmverbindungen, bei diesem Rotor mit der Einpunktlagerung, die ja durch die zentrale Anbringung am Generator gegeben ist wären das etwa V -förmig abgewinkelte Tragarme mit Flügelanbringung im oberen und unteren Viertel der Flügellänge. Nicht an den Flügelspitzen!
Ich hoffe, ich kriege jetzt nicht von Euch einen auf den Deckel, schlechte Erfahrungen (zwar nicht hier im Forum) habe ich leider schon satt machen müssen, wenn ich auf solche Fehlerquellen hingewiesen habe.
Gruss, Carl

Hallo und danke für die Kritik! nur raus mit den Kommentaren, ich bin für jegliche Kritik offen!

Also zunächst zu den Styrodurflügeln. Das Styrodur ist äußerst stabil. Neben der Verwendung als Flügel wurde das Styrodur auch für ein Fahrzeug verwendet (die eigentliche Studienarbeit behandelt den Bau eines alternativ motorisierten Fahrzeugs) Dabei wurden die Motoren mit 6 5er Holzspax direkt in das Styrodur geschraubt. Im Versuch haben zwei Leute das Fahrzeug fixiert und einer hat an der Motorhalterung mit voller Kraft gezerrt, gehebelt, .... in alle Richtungen. Bombenfest. Ich hab leider keine Bezeichnung, aber das Zeug stammt aus dem Baustoffhandel.

Ich dachte selber nicht, dass das Styrodur so stabil ist. Die Bespannfolie schützt gegen äußere Einflüsse. Ist ne ziemlich dicke Folie. (Leider hab ich keine Maße, aber ich könnte bei Interesse die Artikel raussuchen). Die Gewindestangen geben dem Ganzen zusätzlich Halt und dennoch genügend Flexibilität.

In der Mitte, wo die Flügel befestigt sind, sind ebenfalls Alufrästeile als WInkel zur Halterung. somit ist gleichmäßig über die Flügellänge Gewicht verteilt.

Dass die Verstrebungen an den Flügelspitzen die Flügel nicht an der Achse fixiert ist mir klar. Aber hat dennoch genügend Schutz gegeben, dass die Fliehkräfte nicht die Flügel oben auseinander gespreizt haben. Außerdem ist wie gesagt, durch den Zusammenbau der Flügel über die Gewindestangen und Aluhalterungen an die Profile in der Mitte bereits eine Riesenstabilität gegeben. Davon kann man sich nur überzeugen, wenn man das Windrad vor sich hat. (ich hätte es auch nicht geglaubt, dass die Konstruktion so gut ist ).

@Carl: Die Befestigung in der Mitte ist eine Aluplatte und daher im Vergleich zu den Flügeln federleicht. auch die Aluprofile, an denen die Flügel befestigt sind, haben eine geringe Masse.
Genau wie du die Befestigung beschreibst war die Befestigung geplant... leider hatte ich wie gesagt nur begrenzt Mittel zur Verfügung und hatte keine Idee, mit meinen Mitteln eine möglichst gewichtssparende Befestigung in dieser Art und Weise zu realisieren.

FRAGE: wirken die "Masse"-Teile (Aluwinkel, Gewindestäbe in den Flügeln,...) nicht positiv drehmomentstabilisierend? Quasi wie bei einem Schwungrad?

Der Wind war zwar immer schwach, dennoch gab es einige Böen, die das Windrad hervorragend gemeistert hat. (um es so zu beschreiben, bei der dadurch erreichten Drehzahl konnte man keinen Flügel mehr sehen) Leider hatten wir aufgrund der nur kurzen Testphase von einer Woche keine Messmittel zur Verfügung, Drehzahlen oder Windgeschwindigkeit zu messen.

Ich bin in 4 Wochen wieder an meiner Hochschule (zur Graduierung ) bei der Gelegenheit, kann ich mal nach dem aktuellen Stand fragen. Ich könnte auch noch ein paar Bilder machen, oder eventuell die Flügel mal wiegen und Ausmessen (Sehne).

Ich denke dass sehr viele "Fehlerteufel" in meiner Anlage stecken. Gleichfalls denke ich ist es mir einigermaßen gut gelungen im gegebenen Rahmen eine Grundlage zu schaffen, die in allen Punkten die Möglichkeit der Optimierung bietet. Aus diesem Grund bin ich auch froh über jeden Kommentar und (möglichst) konstruktive Kritik.

Leider sind die User leider immer quer verstreut, sonst würde ich gerne auch mal jemanden mein Kunstwerk zeigen.
Ich denke besonders das Styrodur und die (falls man eine CAD-Schneidmaschine verwendet) leichte Bearbeitbarkeit, bieten viele Möglichkeiten unterschiedliche Profile auszutesten.

Wären z.B. Winglets/Wingtips eine Möglichkeit die Flügel weiter zu optimieren?
Ich bin leider kein Aerodynamiker und habe daher kaum Ahnung von der Materie!

MfG Dominik

würde es dann nicht in die andere Richtung laufen?

MfG Dominik

Na wenns als widerstandsläufer funktioniert dreht es sich doch dann anders herum, weil das Dicke Ende des Flügels nen größeren Widerstand bietet?

Oder hab ich da nen Denkfehler? Vertseh ich grad nicht.

MfG Dominik

@ XXray: Momentmal, jetzt bin ich auch verdutzt: Die breite Fläche ist für die Klassifizierung als Vortriebsläufer entscheidend? In welcher Richtung verläuft der Vortrieb dann? Wird Vortriebslauf nicht so definiert, dass dieser weitgehend linear zur Strömungsrichtung gerichtet ist? Bei der von Dir angesprochenen breiten Fläche des genannten Profils sind es doch eher Auftriebskräfte, die den Ausschlag geben für den Vortrieb?
Ich würde dann doch eher tododakars Sichtweise favorisieren. Ganz im Sinne eines (des Auftriebs wegen zwar vollkommen unmöglichem) Rückwärtslaufes.

@tododakar: Selten und schön, dass Du Dich nicht damit aufhältst, Dich über meine Kritik zu ärgern. Ich kann zudem etwas sehr Wertvolles von Dir lernen, zumindest wird mir Styrodur zunächst erst einmal sehr schmackhaft gemacht!
Du wolltest ursprünglich selber V- Tragarme in der von mir vorgeschlagenen Weise verwenden?
Nicht schlecht!
Du hast schon recht, das Masse - Schwungverhalten kann den Rotor gleichmäßiger laufen und bei kurzen Windpausen auch weiterlaufen lassen, die Masse hierfür sollte dann allerdings vorteilhaft näher an der Drehachse liegen. So weit draussen wie das zur Achse hin nicht versteifte Dreiecksgebilde aus Stahlgewindestangen liegt, bilden sich nicht nur leichter Unwuchten, auch die zyklischen Lastwechsel des Windes auf die Blätter zupfen am ruhigen Verlauf der dort bewegten Schwung- und Fliehmasse und können so zur Unwucht beitragen. Mal ziehen die Flügel in die gleiche Richtung wie die Fliekraft verläuft, mal dagegen, je nach Stellung derselben vor oder hinter der Drehachse zur Windrichtung gesehen!
Hieraus ergeben sich also Materialbeanspruchungen, die es zu beherrschen gilt.
Ich bin zwar kein Statiker und kein Bauingenieur mit fachlichem Wissen wie Materialkunde und dergleichen, weiss aber doch, dass man bei Windrädern für einen bestimmten, meist auf längeren gewünschten Zeitraum relativ genau nach vorhersehbarer Materialermüdung durch Lastwechsel und deren Schwingungs- Torsions- Zug- und Druckwirkungsverhalten einplanen kann, mit welcher Konstruktionsweise und Material diese Belastungen aufgefangen werden können.
Das mag uns improvisationsbegabteTüftler hier zwar nicht weiter stören, ist dennoch eine Option für besonders Begabte oder Bewanderte unter uns...
Schliesslich kommt man, wenn man ein bestimmtes Windrad gerne 100% ig perfektionieren möchte, irgendwann doch genau an dieser Stelle an!
Was XXRay zu dem Fakt sagt, dass mit schmalerem, dünneren Profil zwar die Schnellläufigkeit zunimmt, das entscheidende Drehmoment für einen freien Selbstanlauf dann leider geringer ausfällt, war schon vielen anderen von der Darrieustechnik begeisterten Windradbauern eine traurige Erkenntniss. Solche Schnellläufer reagieren bei wechselnden Windstärken meist sehr nervös, werden bei Nachlassen des Windes auch durch den Generator schnell abgebremst und laufen bei wieder zunehmendem Wind schwer wieder an, kurz: das schlägt sich dann auf die reale Ausbeute nieder. Das mag anders sein, wenn man das Glück hat, ein solches Windrad unter gleichbleibenden stetigen Windverhältnissen (wie im Windtunnel) laufen lassen zu können. Draussen sieht es oft ganz anders aus! Man hat dies schon mit spiralförmig verdrehten Flügeln etwas besser in den Griff bekommen. Wenn man eher nicht so hohe Drehzahlen, dafür dann mehr Drehmoment favorisiert, gibt es noch einige weitere sehr interessante Lösungen, die Dich vielleicht auch begeistern können.
Ansonsten sind die grossen Profile bei Dir ja sehr erbaulich, ich hoffe, Du kannst damit später auch einen Generator sinnvoll betreiben! Der Spass an der Sache ist sowieso das Wichtigste überhaupt!
Gruss, Carl

Klar,stimmt, trifft für den von Dir angenommenen Anstellwinkel des Flügels auch zu. Das kann im Umlauf dann bei anderen Anstellwinkeln zur Strömung erheblich anders aussehen!
Gruss, Carl