C-Rotor oder Profile

Hallo Peter!

Naca-Profile haben eine deutlich bessere Statik als der C-Rotor und sind für den Einsatz von mittelgroßen Anlagen 500 Watt - 5 KW Nennleistung bei 12 m/sec im Einsatz bei halboffenem nicht zu sehr turbulentem Standort wahrscheinlich die beste Wahl als Vertikalläufer. Früher hat die Firma Vencopower die besten solcher Rotoren als Helix-modell vertrieben, heute geht der Vertrieb direkt über KD Maschinen und Metallbau GmbH in Breitenworbis, OT.Berntenrode, Schachtsiedlung 23.
Diese Rotoren sind für Extremeinsatz konzipiert und zwei davon werden zur Zeit auf dem Messcontainer der Neumayerstation in der Antarktis für die Energieversorgung genutzt. Vorher hatte dort (auf der alten Station 1 und 2) ein H-Rotor 18 Jahre lang die gesamte Station mit durchschnittlich 6% der insgesamt benötigten Energie versorgt.

C-Rotoren haben bei einem sehr niedrigen Lamda (Schnelllaufzahl etwa 0,7 unter Last des Generators) sehr viel Drehmoment und vertragen wie der Savonius übelste Turbulenzen sehr gut, sie zapfen also alles an, was unter Strömung zu verstehen ist, ohne deshalb falsch angeströmt zu werden. Sie benötigen weit weniger Materialeinsatz als dieser. Wegen der langsamen Drehzahlen ist es nicht gerade billig, einen passenden Generator zu finden, aber wegen des großen Drehmomentes reagiert der Rotor auch bei starken Windgeschwindigkeitswechseln oder Böen ohne die beim normalen Darrieus mit Nacaprofilen gefürchteten Anlaufträgheiten. Für eine elektrische Leistung von 2 KW kann ich Dir nur empfehlen, keine teuren Experimente zu machen und auf die Statik zu achten, siehe oben, der Helix von KD GmbH ist der teuerste und auch der Beste. Teurer als andere nur in der Anschaffung, denn wenn er noch läuft, wenn andere den Geist aufgegeben haben, dann ist er nicht mehr so teuer.

Der C-Rotor befindet sich noch in der Entwicklungsphase, es sind zwar schon Messungen gemacht worden, jedoch noch keine verläßlichen CP Werte oder endgültige Bauvorgaben ermittelt worden. Das einzige, was man versucht hat, ist, eine ideale Vorflügelform zu finden und den Wert einer Flügelabdeckung gegen Flügelrandverluste festzustellen. Dabei wurden positive Ergebnisse erzielt. Diese findest Du hier im Forum noch komplett mit allen Details:

Hier: Forum/cf3/topic.php?t=2179

Man weiß allerdings bis heute nicht, welches die ideale Flügelzahl und Flügelbreite und Fläche der einzelnen Flügel zum Wind ist, weil nur bei einer festgesetzten Windgeschwindigkeit an einem Ventilator gemessen wurde. Der C-Rotorflügel kann wie normale Nacaprofile so ausgelegt werden, dass er an eine gewünschte mittlere Windgeschwindigkeit angepasst werden kann, dies durch schmale oder breite Flügel, Flügelanzahl etc. Deshalb kann man auch nicht aus Vergleichen mit verschieden breiten oder tiefen Profilen oder Flügelanzahlen bei einer gleichbleibenden Strömungsgeschwindigkeit darauf schliessen, welche die bessere Leistung bringen. Die bessere Leistung bei ständig gleichbleibenden Strömungsverhältnissen, das ja, nur nützt das draussen im Freiland und an verschiedenen Standorten eher wenig.

Dann gibt es noch ein anderes Profil, das des Lenz-Rotors, er wurde gegenüber dem C-Rotor in der letzten Zeit sehr hochgelobt, bisher hat noch kein Mensch Vergleichsmessungen beider Rotortypen herausgerückt, es wäre ganz gut mal herauszufinden, was an dem Hype wirklich dran ist. Es lohnt sich auf jeden Fall, das im Auge zu behalten und nicht zu früh zu entscheiden. Jedenfalls scheint der Lenz eine höhere Schnelllaufzahl als der C-Rotor zu haben und damit entsprechend weniger Drehmoment. Wieviel vom letzteren genau, da hüllen sich die Macher des Hypes allerdings in vornehmes Schweigen.

Ich selber neige dazu, ab einer bestimmten Baugröße feste geschlossene Profile vorzuziehen, weil bei einem Windrad die Stabilität, Belastbarkeit und Haltbarkeit das Wichtigste überhaupt ist. Da ist die biegesteifere, verwindungsfreiere Form der geschlossenen Profile ein klarer Vorteil. Definitiv würde ich bei einem 2 KW Rotor keinen C-Flügel nehmen, solange dieser noch nicht für Sturmfestigkeit optimiert und im Langzeittest geprüft wurde. Gilt auch für Lenz, verwindungssteif ist der auch nicht, wenngleich er aus einem Stück geformt wird und so im Bereich der konstruktiv vergleichsweise noch relativ noch unversteiften Vorflügelverbindung beim C-Rotor weniger anfällig sein dürfte.

Überhaupt, ganz weg von der Schnelllaufzahl, am CP Wert (anteiliger Leistungsbeiwert vom Betzschen CPmax von 0,59), also dem real erreichbaren Leistungsbeiwert der Rotoren ließe sich eine konkrete Aussage zum echten Wirkungsgrad der verschiedenen Modelle machen und damit zur echten Knackleistung. CP, darauf kommt es an, wenn man die Leistung bewerten will. Geht aber nicht, weil diese Werte noch nicht erarbeitet wurden. Immerhin kann zur Turbulenzverträglichkeit gesagt werden, dass der Savonius-Rotor und der C-Rotor dort die absoluten Sieger auf dem Schlachtfeld sind.

Zum Vergleich:

Für den H-Rotor in der Antarktis, mit normalen Nacaprofilen also, kann nach 18 Jahren Messungen im Freiland ein mittlerer CP von 0,31 angegeben werden, ganz ordentlich, wenn man von etwa CP 0,20, die im günstigsten Fall von Savonius-Rotoren erreicht werden ausgeht. Eine Horizontalanlage erreicht bei gutem Standort ohne zuviel Turbulenzen CP 0,4 bis 0,5. Wie hoch der Wert beim C-Rotor oder Lenz-Rotor ist, kann Dir keiner genau sagen.

Deshalb würde ich auch zuallererst prüfen, ob ein Horizontalläufer nicht die bessere Lösung für Dich ist. Keiner erreicht bessere CP Werte.

Gruß, Carl