Darrieus/Savonius Leistungsberechnung

Hallo Zusammen

Ich und ein Mitschüler bauen im Rahmen einer Schularbeit ein Windradmodell.
Wir wollen das ganze Indoor in Laborgrösse machen, sprich einen Rotordurchmesser von max. 20cm.
Der ganze Aufbau erfolgt auf einer Aluplatte, mit den Massen (etwa) 1000*250*20.
Auf der einen Seite werden wir den Lüfter befestigen, welcher das Rad mit einem einstellbaren Luftstrom versorgt.
Auf der anderen befestigen wir den Rotor.
Skizze:

Wir wollen verschiedene Rotorvarianten von Darrieus und Savonius Rotoren miteinander vergleichen. Die Aufnahme bleibt aber immer die gleiche.

Jetzt stellt sich die Frage nach der Leistungsmessung. Wir wollten eigentlich auf Generatoren verzichten, da diese in der Grösse wohl eine zu kleine Effizienz haben.
Deshalb kam uns der Gedanke, das ganze Rechnerisch, über die Drehzahl und das Drehmoment zu machen.
Nur gibt es hier ein Problem: Wie stelle ich ein konstanten Drehmoment ein? Im Moment verfolgen wir die Variante mit einer Wirbelstrombremse, da diese weniger Drehzahlabhängig ist, als die anderen Varianten (DC-Motorbremse) welche uns in den Sinn kamen.

Kennt Ihr vielleicht andere, bessere Möglichkeiten ein konstantes, drehzahlunabhängiges Drehmoment auf die Rotorwelle zu bringen?
Und was hält ihr allgemein vom Projekt? Verbesserungsvorschläge?

Gruss
Baschtli

Du musst mal ein wenig in den Beiträgen zum C(anstein)-Rotor stöbern. Da hat jemand nen Teststand mit schwimmender Bremse gebaut.

Danke erstmals für die Antworten!

Die angesprochene Bremse klingt sehr interessant, vor allem wegen der Einfachheit.
Bezüglich der Grösse der Anlage und dem einhergehend fehlenden Drehmoment machte ich mir auch schon Sorgen.
Aufgrund des fehlenden Drehmoments, der turbulenten Strömung und der geringen Grösse (Platzmangel) sehe ich einer solchen Lösung allerdings etwas pessimistisch entgegen. Für eine etwas grössere Anlage ist dies sicherlich ein tolle Sache, aber für diese Grösse, ich weiss nicht so recht...

Noch kurz zum Projektumfang: Wir erwarten - und wollen in gewisser Weise - auch kein High-End Produkt. Ob dem genauen Flügelprofil beim Darrieus oder der Form des Savonius wollen wir uns eigentlich nichteinmal gross auseinandersetzen.
Das Ganze ist eine IDPA (InterDisziplinäreProjektArbeit), also kein klassischen Physikprojekt. Genaugenommen geht es fast mehr um die Arbeit und um den Vortrag, als um den Inhalt. Desshalb ist das Ziel auch weniger, dass wir das Rad neu erfinden. Viel mehr geht es darum, durch basteln und tüfteln die Erkenntnisse zu erlangen, welche man auch einfach in Internet recherchieren kann.

Bevor ich mich jetzt noch tiefer in die Erklärungsflut stürze, wieder zurück zum Thema:
Wie gesagt wollen wir grössenmässig im "Labortischbereich" bleiben, da in der Vergangenheit mit ähnlichen (langweiligen horizontalachsern) Projekten oft am fehlenden Wind zur Vorführung gescheitert sind. Durch die (bereits vorhandene) Alu-grundplatte (momentan noch gut 40cm breit) ist dann auch die Grösse der Rotordurchmessers eingeschränkt, auch wenn wir einen grösseren Ventilator (nachfolgend "Blower" genannt ) auftreiben können. Mit vorhandenem Blower (Durchm. 18cm) wäre alles über 25cm Durchmesser wohl sinn- und zwecklos. In die Höhe bauen ja wohl auch...
Kurzum: Grössenmässig und damit auch Drehmomentmässig wird sich nicht allzuviel ändern.

Aus diesen Gründen ziehen wir doch wieder langsam eine Messung mit Generatoren (DC-Motoren) in Betracht.
Die Wirkungsgrade könnte man messtechnisch herausfinden und später, bei der theoretischen Leistungsangabe noch berücksichtigen.
Auch wären hier Leistungsmessungen abhängig zur Drehzahl möglich. Dies wäre mit einem Poti als Lastausgang des Generators möglich, mit dem man den Widerstand des Generators und somit auch die Drehzahl des Rotors verstellen könnte. Mit P = U * I sollte, wenns einigermassen sauber läuft, ein Leistungsdiagramm entstehen, dessen Graph - wie in der Theorie - einen Hügel darstellt. Mal guggen...

Noch kurz zum gleichmässigen Lauf: Die Idee mit der grosszügigen Gewichtsauslegung scheint mir logisch. Hatten bis jetzt eigentlich eher andersrum gedacht Wenn ich das richtig verstehe, beziegt sich dies aber eher auch die Rotorblätter weit weg vom Mittelpunkt, als auf den Rotor an sich?
Das klotzige Alutunnel dient der übrigen nicht als pseudo-Windkanal, sondern Stabilisierung des Rotors, da wir eine Relativ dünne Welle anstreben.

So, ich geh jetzt schlafen, gute Nacht zusammen.
Gruss
Baschtli