Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

oder wo ist mein Denkfehler?
 
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 19:55 Uhr  ·  #21
Hallo Leute
Ich bin neu hier und wollte von euch einpaar Tipps. Zwischen mein Haus und dem Nebengebäude, haben wir einen schönen großen Hof, wo es ordentlich windig ist. :D
Diesen Wind würde ich gerne nutzen, indem ich eine Windturbine anbringen möchte. Der Durchgang zum Hof ist 1 Meter breit, 4,50 Meter hoch und 2 Meter lang.
Da wir den Durchgang öfter begehen, wollte ich ab der Höhe 2,50 bis hoch zu 4,50 oder höher ein Savonius oder ähnliches anbauen. Da der Wind von beiden Seiten unterschiedlich weht, wollte ich wissen welche Art von Turbine am effektivsten wäre. :S
Von anderen Thread's habe ich mitbekommen das Vibrationen sehr störend und nervend werden können, da die Turbine an der Hauswand befestigt wäre wollte ich wissen, wie man das vermeiden könnte.
Kann man es überhaupt vermeiden oder würde es dann sinnvoller sein die Turbine nur am Nebengebäude zu befestigen?
Viele grüsse aus der Nordseeküste.
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 20:51 Uhr  ·  #22
Hallo eyop,

Erst mal willkommen im Forum.

Spannende Sache was du da vor hast.
Vielleicht machst du dafür mal einen eigenen Thread auf?

Zitat
Diesen Wind würde ich gerne nutzen ...

Nun was davon nutzbar ist muss man sehen, hast du mal Windmessungen gemacht?
Was sind deine Ziele, hast du Spass an der Technik?
Muss es wirtschaftlich sein?
Falls letzteres der Fall ist kann es gut sein dass du enttäuscht wirst.

Es gibt grundsätzlich Möglichkeiten zur akkustichen Entkopplung.
In wie weit die ausreichen muss man sehen, das ist jedenfalls kein einfaches Thema.

Zitat
Würde es dann sinnvoller sein die Turbine nur am Nebengebäude zu befestigen?

Ich denke nein, einseitig befestigt gibt es mehr Freiheitsgrade zum schwingen.
Auch statisch wäre eine Befestigung an beiden Gebäuden einfacher und besser.

Es gibt kaum fertige bzw. kaufbare Lösungen, Handwerkliches Geschick ist bei dem Vorhaben quasi ein muss,
so wie ich das sehe.

Grüße
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 22:40 Uhr  ·  #23
Danke für dein Interesse Erdorf

Nein ich habe keine Windmessungen gemacht, darauf wollte ich auch gar nicht hinaus.
Mein Interesse gehört der Technik mit Wirtschaftlichkeit hat dass im ersten sinn nichts zu tun obwohl ich mich freuen würde wenn das auch positive Ergebnisse bringt.

Diese Ecke habe ich nun mal schon immer gehasst weil ich beim schrauben ein kalten Nacken bekommen habe :)
Allgemein ist das einfach nur Hobby Bastlerei.
Das was ich mir von diesen Forum erhofft habe sind n´paar Tipps zur Befestigung, weil ich keine lust auf Vibrationen habe.
Ihr scheint ja ne menge Ahnung zu haben, dass wollte ich nutzen um dazu zu lernen.
Eine interessante Frage für mich ist ob ich dort ein Getriebe anbringen sollte.

Ich habe an so etwas gedacht http://www.google.de/imgres?sa…CGkQrQMwBg
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 22:41 Uhr  ·  #24
Nur in klein natürlich (erst mal ) :)
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 22:49 Uhr  ·  #25
Bei den von Dir angegebenen Maßen kannst Du dort einen Savonius von knapp 2 m2 Fläche installieren. Da bewegst Du Dich dann im Bereich von - über den Daumen gepeilt - von 100-200 kWh pro Jahr. Womöglich aber auch deutlich weniger. Die akustische Entkopplung vom Mauerwerk dürfte allein schon ein größeres Problem darstellen. Und selbst wenn die gelänge, dann bildet dieser Durchgang gewissermaßen einen Schallverstärker, bei dem an beiden Enden womöglich einiges an Krach herauskommt. Ich halte das Ganze für eine auf den ersten Blick reizvolle, auf den zweiten allerdings aber eher für eine ziemlich schlechte gute Idee...

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 08.02.2014 - 23:57 Uhr  ·  #26
Vielen dank Dieter

Das war auch mein befürchten mich interessiert nun was an dem System denn diese Geräusche verursacht.
Ist das der Rotor? oder eher der Generator denn den könnte ich separat verbauen.

Welche Möglichkeiten gibt es denn überhaupt so ein Störfaktor zu umgehen (Akustisch bezogen )

Die wichtigste Frage wäre kann die Vibration denn mein Mauerwerk lockern ? Das wäre nämlich Fatal :)
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 09.02.2014 - 00:00 Uhr  ·  #27
Gummilagerung wäre eine Alternative aber reicht dass aus?
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 17:02 Uhr  ·  #28
Meiner Meinung nach ja.
Denke, dass es akustisch beherrschbar ist.

Da hier eh nur Senkrechtachser gehen, wird es kaum aerodyn. Geräusche geben. Selbst bei einem Darrieus nicht, da TSR und damit Blattspitzen-Geschwind. wesentlich geringer als bei Normalwindrädern üblich.
Auch haben längst nicht alle Generatoren so hohe Ummagnetisierungs-Geräusche wie beim Dieter.
Empfehle diesen hier, ohne Planetengetriebe: http://www.kleinwindanlagen.de…#real39546
Da Du bei Wid.-Läufern (C-Rotor, Darrieus, Durchström-Rotor) eh eine Aufwärtsübersetzung brauchst, kann der Generator notfalls seperat auf Gummifedern stehen.
Empfehle Zahnriemen-Übersetzung. Zum Ausprobieren einfach Fahradketten-Trieb. 1x/Monat nachfetten sollte hier kein Problem sein.

Die Wirtschaftlichkeit steht und fällt mit dem Jahresmittelwind im "Nadelöhr".
Auch wird sie erhöht, wenn der nicht selbst verbrauchte Strom den Zähler zurück dreht. (Bischen Stromrebellen-Tum, aber ich will keinen zu seinem evtl. Unglück verleiten.)
Lässt sich ahnen, dass ein zum Generator passender Einspeise-Wechselrichter nötig ist. Da weiß doelle4 gut bescheid.

Natürlich kann man als Anfänger mit Akkuladung beginnen (Dafür geht der E-Bike-Motor auf jeden Fall). Nur stellt sich dann ganz schnell die Frage, was anfangen mit dem vollen Akku.

Grundsätzlich haben Turbinen im "Rohr" einen höheren Wirkungsgrad als frei stehend.
Nur wäre es fast sinnvoll, den Durchgang unter dem Windrad mit einer Tür zu schließen. Sonst weicht die Strömung nämlich aus.
Oder Du schickst Deine Leute auf andern Wegen zum Hof und ziehst die WKA über die volle Höhe. :-)

Um sich der Windkraft-Nutzung zu nähern, kann man das probieren. Wenn Du "reich" damit werden willst, müsstet ihr an einem gaaanz windigen Standort wohnen,
was aus Gründen der Lebensqualität allerdings zu bedauern wäre.

Grüße, W.
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 17:39 Uhr  ·  #29
Zitat

Nur wäre es fast sinnvoll, den Durchgang unter dem Windrad mit einer Tür zu schließen. Sonst weicht die Strömung nämlich aus.


Es wäre allerdings auch möglich, dass der Luftstrom erst garnicht in den Gang eintritt sondern schon vorher ausweicht, wenn man da im wahrsten Sinne des Wortes die Tür zu macht. Ich würde den unteren Teil offen lassen, damit der Sogeffekt, etwa wie bei einer Wasserstrahlpumpe, erhalten bleibt...

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 20:35 Uhr  ·  #30
Nein Dieter, das glaube ich nicht.

So ein System funktioniert wegen dem Druckunterschied, den das Tunnel bildende Bauwerk durch Staudruck erzeugt.

Wenn der Wind sich bei einem frei stehenden Windrad trotz wesentlich geringerer Druckunterschiede bequemt, trotzdem durch zu fließen,
so erst recht hier.
Ist nur wesentlich, dass die Hauptwindrichtungen leidlich in Längsrichtung des Tunnels liegen. Bis ca. 30° Abweichung mag auch noch gehen.

Richtig ist, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit verringert, denn ein Windrad ist so etwas wie eine teilweise Verstopfung. Aber das ist bei frei stehenden Anlagen nicht anders.

Letztendlich ist es einfach zu testen, ob so eine Türe sich als Bypass-Sperre wirksam erweist. Ein paar Bretter o. Ä. sind in einem Landwirtschaftsbetrieb immer zu finden.

Grüße, W.
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 20:44 Uhr  ·  #31
Klar ist aber auch, dass ein solches Hindernis direkt unterhalb der Turbine - und im rechten Winkel zum Luftstrom - für eine extreme Verwirbelung desselben sorgen wird. Vergleichbar mit einer Dachmontage oberhalb des Firstes. Von der wir ja auch und vor allen aus aerodynamischen Gründen stets strikt abraten...

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 20:50 Uhr  ·  #32
Das wäre sogar für den vorgeschlagenen E-Bike-Motor ein passender WR: SUN-1000G-WDL 299 EUR
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 10.02.2014 - 21:23 Uhr  ·  #33
Zitat

Da hier eh nur Senkrechtachser gehen,


Wieso eigentlich? Man kann da durchaus einen Querträger einziehen und darauf auf einem kleinen Mast einen Horizontalachser von 1 Meter Durchmesser installieren. Der nutzt dann zwar nicht die gesamte durchströmte Fläche, ist aber von seiner Effizienz her deutlich höhrer angesiedelt, als etwa ein Savonius... Und deutlich einfacher und preiswerter zu installieren.

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 11.02.2014 - 18:46 Uhr  ·  #34
Sorry Dieter, heute kommen wir gedanklich nicht zusammen.

Zitat
Vergleichbar mit einer Dachmontage oberhalb des Firstes. Von der wir ja auch und vor allen aus aerodynamischen Gründen stets strikt abraten

Wirklich alle? Ich jedenfalls nicht, solange die Hauptwindrichtungen einigermaßen senkrecht zum First verlaufen.

Anbei das erwartete Strömungsbild in der "hohlen Gasse" mit Tür. Wirbel können auch als "Gleitmittel" dienen. 8-)



Kompliziert wird es, wenn anstatt der Tür eine WKA postiert wird. Muss man gedanklich umdrehen.
Trotz Teildurchlässigkeit wird sich auch im Luv der Wirbel bilden. Der ist dann wirklich hässlich.

Normal-WKA:
Zitat
nutzt dann zwar nicht die gesamte durchströmte Fläche

Eben. Auch ist so eine Mischpoke aus Rohrturbine und Freistand aus meiner Sicht Mist. Begründung würde zu lage dauern.
Dsw. kommt der Wind zum Einen vornehmlich aus West, zum anderen aus Ost.
Würdest Du wirklich bei 1m Breite noch ne Windfahne unterbringen wollen?

Ganz wichtig: Da die Normalwindräder üblicherweise wesentlich schneller laufen, hat man dann in der Tat mit aerodyn. Geräuschen zu rechnen.

Einen Darr. könnte man nehmen. Der hat aerodyn. auch fast 35%. Nur ist der wegen seiner Trägheit mehr für Windsituationen, wie sie z.B. an der Küste auftreten.
Ständige Veränderungen durch thermische Böen, wie im Inland, sind nicht das Richtige.
Auch wollen die Fliehkräfte beim H-Darr. beherrscht werden.

Als Erstlingswerk einen Wid.-Läufer, um mal rein zu schnuppern, warum nicht? Ist einfach zu bauen.

Grüße, W.

PS.: So, nun soll eyop sich erst mal wieder melden.
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 11.02.2014 - 19:40 Uhr  ·  #35
Danke erstmal für die ganze Interesse!
Leider hatte ich wenig Zeit in den letzten Tage, sonst hätte ich mich schon gemeldet :(

"Ganz wichtig: Da die Normalwindräder üblicherweise wesentlich schneller laufen, hat man dann in der Tat mit aerodyn. Geräuschen zu rechnen."
Das keine Geräusche kommen ist mir sehr wichtig, da die Befestigung an der Hauswand wäre und somit ziemlich stören könnte.

Bringt ein 1 Meter Horizontalachser denn mehr, wie ein 2 Meter x 1 Meter Vertikalachser?
Welche Antriebslager sind eurer Meinung nach die Ruhigsten aber auch die langlebigsten?
Könnte man den Kugellager von PKW's für längere Zeit auch als Vertikaltachser benutzen? :D
Der Motor von windfried ist ein machbarer Beispiel, bräuchte man denn dafür noch eine zusätzliche Übersetzung oder könnte man den direkt als Vertikalachser benutzen?

Die Diskussion wegen der Tür, könnte man auf den Frühling verschieben. :D
Ich würde erstmal mit dem Projekt an sich anfangen und dann kann ich ja selber sehen, ob es mit oder ohne Tür besser ist.

Ihr werdet bestimmt noch einiges von mir, bis ich dann auch mal richtig aufm laufenden bin :D
Danke nochmal für die vielen Kommentare.
Mit freundlichen Grüßen: Eyop
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 11.02.2014 - 21:39 Uhr  ·  #36
Zitat

Ganz wichtig: Da die Normalwindräder üblicherweise wesentlich schneller laufen, hat man dann in der Tat mit aerodyn. Geräuschen zu rechnen


Das ist im Prinzip richtig, wenngleich es auch sehr leise laufende Horizontalschser gibt. Aber dabei handelt es sich um höher frequenten Schall, der feste Materialien, wie Dein Mauerwerk, kaum durchdringt. Meine "Heulsuse" steht 12 Meter von Schlafzimmern im Dachgeschoss entfernt, und die Dachisolierung (20 cm Mineralwolle) schluckt den Lärm dieser erheblich größeren und lauteren Anlage nahezu vollständig. Kritischer wären meiner Ansicht nach in Deinem Fall die Geräusche, die das oder die Kugellager eines bauartbedingt doch recht schweren Savonius auf die Befestigung der Anlage und anschließend auf das Mauerwerk übertragen (Körperschall). Da muss dann entsprechend gedämmt werden. Wenn Du dann den Generator separat betreibst und entsprechend akustisch abschottest, sollte sich von der Seite kein Problem ergeben.

Was die Wahl zwischen Horizontalachser und einem Vertikalen angeht... Der Vorteil einer Horizontalen wäre, dass Du da praktisch auf Modelle zurückgreifen kannst, die nahezu überall für wenig Geld zu haben sind. und die in ihrer Effizienz den Vertikalen deutlich überlegen sind. Den passenden Savonius, samt Getriebe und Generator müsstest Du wahrscheinlich selbst bauen, was natürlich seinen Reiz hat. Aber was durchaus auch Probleme und Kosten mit sich bringen kann und natürlich einiges an Zeit kostet...

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 11.02.2014 - 21:48 Uhr  ·  #37
Zitat

Würdest Du wirklich bei 1m Breite noch ne Windfahne unterbringen wollen?


Es gibt Lee-Läufer ohne Windfahne. Bei mir läuft einer...

Deine schematische Darstellung der Verwirbelungen vor und nach der "Tür" haben in meinen Augen sehr wenig mit der Realität zu tun. Was die Giebelmontage von WKA angeht, gibt es hier im Forum Dutzende Beiträge, die zeigen, dass die Ergebnisse logischerweise verheerend sind, selbst wenn der Wind aus der "richtigen" Richtung kommt. Ich dachte, die Diskussion hätten wir hinter uns...

Dieter
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 12.02.2014 - 00:09 Uhr  ·  #38
Zitat
Es gibt Lee-Läufer ohne Windfahne

Aber nicht mit D < 1m. Wenn ja, dann nenne einen!
In diesem "Spielzeugmaßen" gibts eh wahrscheinlich nur die Ruthland-Generatoren, wobei www.Conrad.de für den Größeren meldet, "Lieferung nur noch so lange, wie Vorrat reicht."
Der kleinere (WG 504) ist nun wirklich fast Spielzeug mit seinen 510 mm D. Leistung bei 10 m/s mit 80W aber nur 10W unter dem "Großen".
Aber bitte, sind Kompletteinheiten. Dann aber 2 untereinander, für fast 1000 EUR.
Zitat
überall für wenig Geld zu haben sind
... Ist aber was anderes.

Zitat
Was die Giebelmontage von WKA angeht
Firstmontage, möglichst mittig, ist was anderes. Oder meinst Du, die sind alle blöde, die das machen?
Zitat
Deine schematische Darstellung der Verwirbelungen vor und nach der "Tür" haben in meinen Augen sehr wenig mit der Realität zu tun

Dann lass uns doch Teil haben an Deiner Vorstellung von der Realität! Mach Deine Skizze, und dann sehen wir weiter.

Zitat
Wenn Du dann den Generator .... entsprechend akustisch abschottest
Trennwände oder gar Haube? Bei diesem nicht nötig. Oder hat schon einer ein Pedelec gehört, was mit Nabenantrieb ohne Getriebe laut daher gekommen ist? Außerdem muss die Kühlung aufrecht erhalten werden! Möglichst so gut wie beim Fahrrad.

@ eyop:
Ob das Lagerrumpeln bei solch geringen Drehzahlen eine Rolle spielt, ist nicht sicher.
Um allen Eventualitäten aus dem Wege zu gehen, gibt es bei INA was sehr Schönes: Lageraußenring in Gummi gefasst.
http://medias.schaeffler.de/medias/de!hp.ec.br/RCSMF?#RCSMF Einfach mal auf ein Produkt gehen! 12mm Innen-D sollten hier schon genügen.
Erscheit mir als eleganteste Lösung.

Nötige Übersetzung bei Wid.-Läufer um 1:4 ins Schnelle.

Grüße, W.
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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 12.02.2014 - 11:52 Uhr  ·  #39
Zitat

Der kleinere (WG 504) ist nun wirklich fast Spielzeug mit seinen 510 mm D. Leistung bei 10 m/s mit 80W aber nur 10W unter dem "Großen".
Aber bitte, sind Kompletteinheiten. Dann aber 2 untereinander, für fast 1000 EUR.


Viel mehr wird ein Savonius dort auch nicht bringen und viel weniger kosten im Endeffekt wohl auch nicht...
Zitat


Firstmontage, möglichst mittig, ist was anderes. Oder meinst Du, die sind alle blöde, die das machen?


Ich meinte auch First-Montage. Aber auch dann ist meine Antwort: Ja! Es gibt hier im Forum niemand, der mit dieser Montageform zufrieden ist. Jedenfalls hat sich noch niemand gemeldet. Dafür gibt es aber etliche Fälle, wo das richtig schlecht funktioniert hat. Es ist auch mehrfach anschaulich beschrieben worden, warum die dortige Montage große aerodynamische Nachteile hat. Von laminarer Strömung nicht die geringste Spur...

Zitat

Dann lass uns doch Teil haben an Deiner Vorstellung von der Realität! Mach Deine Skizze, und dann sehen wir weiter.


Die dort auftretenden Strömungen sind mit Sicherheit so komplex, dass sie niemand auch nur annähernd vorhersagen kann. Das beginnt damit, dass der Wind schon verwirbelt in diesen Gang eintritt. An den Mauerecken werden starke Turbulenzen erzeugt. Erst recht, wenn der Wind etwas seitlich einfällt. Anschließend kann sich vor der "Tür" genausogut ein Rückstau oder sogar partieller Gegenwind bilden.

Um ein praktisches Beispiel zu geben: Wir haben hier aktuell 50 km/h Wind mit Böen bis zu 100 km/h. Im Abstand von 3 Metern hinter meiner 3 Meter hohen Hecke aus Kirschlorbeer ist praktisch kein Wind spürbar. Etwas weiter entfernt ist er dann so verwirbelt, dass sich kaum sagen lässt, aus welcher Richtung er nun genau kommt... Den Test kann jeder mit einem Stück Flatterband selbst machen.

Natürlich können Ummantlungen bei Turbinen Leistungssteigerungen bringen. Dann müssen sie aber aerodynamisch exakt auf diese zugeschnitten sein. Was bei diesem Durchgang in meinen Augen sicher nicht der Fall ist. Und noch weniger, wenn man den Luftstrom unterhalb der Turbine staut und damit auf den Bypass-Effekt verzichtet...

Dieter

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Re: Savonius - kann meine Berechnung stimmen?

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Gepostet: 12.02.2014 - 15:28 Uhr  ·  #40
Bei Firstmontage muss man den Maststummel lang genug machen.
Wenn der Wind mehrheitlich eher in Längsrichtung zum First bläst, dann muss man es ganz bleiben lassen. Da wenigstens sind wir uns einig.

Auch gibt es für Dachmontage ja keinen Zwang. Zudem können Körperschall-Übertragung und Mastdruck aufs Dachgebälk Ausschlusskriterien sein.
Gegen Ersteres kann man allerdings was machen.
Letztendlich will die Montage bewältigt sein, bei der man die WKA mehr oder weniger in Einzelteilen durch ein Dachfenster bugsieren muss, ohne dabei runter zu fallen.

Auch hat grundsätzlich jeder ein Recht auf seine Meinung. Ich allerdings auch.
Deshalb meine Einschätzung: Das mit dem Bypass-Effekt - kannst Du vergessen.

Die kleinen Ruthland-Generatoren sind Lademasch. für 12V.
Um damit wenigstens 22V für einen WR zu erzeugen, müssten 2 nach der Gleichrichtung in Reihe geschaltet werden.
Sonst braucht es ewig bis zum Einspeisebeginn.
Man braucht also unbedingt 2.

Im Anhang eine Berechnung für einen Savonius für 4 m/s Jahresmittelwind.
Bei 4,5 m/s sind es schon 358 kWh/a,
bei 5,0 m/s gar 491.

Werde möglicherweise als Pausengymnastik mal ne Schnellkonstruktion machen und durchsimulieren, bis zu welcher vw die Festigkeit gegeben ist.

Grüße, W.
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