Anstellwinkel für Auftrieb oder Drehmoment?

 
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Anstellwinkel für Auftrieb oder Drehmoment?

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Gepostet: 21.08.2014 - 12:29 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen

Beim stundenlangen Lesen im Forum und Aussagen über Kleinanlagen die nicht laufen, ist mir klar geworden, das offenbar versucht wird, die Leistungsfähigen Profile im Auftriebsgrenzbereich zu betreiben.
Das fürt aber zu sehr hohen Anströmwinkeln, die zwar sehr hohen Auftrieb bringen, aber kaum Drehmoment.

Die Energie die wir aus dem Wind gewinnen können, multipliziert sich aber aus Drehzahl mal Drehmoment.
Da muß ein Kompromiß gefunden werden für die gröste Leistungsausbeute.
Ich will ja nicht den Maßt testen, was der so aushällt, sondern Leistung.

In "Grundlagen" hier im Forum, hab ich gelesen, das sehr gute Großanlagen mit um die 30 % Windausbeute getestet sind.
Andere Aussagen sagen das 50 bis 60 % gewonnen werden können.
Da liegen diese dann nur bei der hälfte der Leistung.
Wenn das geändert werden könnte, brauchen wir nur halb so viele Windenergie Anlagen, für die gleiche Leistung.
Also Unkosten für die Anlagen nur 50 % !

Ihr seit doch alle so fitt mit den rechen Programmen.
Die meisten verwendeten Profile sind bei Null Auftreib doch schon negatief angestellt, ich sag mal 1 ° .
Dieses auf einer Spirahle in den Wind hinein, mit einem Verhältnis von 1 zu 10 , also noch mal 5,7 °.
Das sind 6,7 °, dabei entsteht kein Auftrieb sondern schon Profilwiderstand, der schon Leistung benötigt.
Bei dieser Schräge kann grob von einem Vortrieb von 10 % des Auftriebes ausgegangen werden, der aber nicht da ist.
Nun stelle ich das Profiel mit halbem Winkel an, also 3,3 ° und der Vortrieb sinkt teoretisch auf 5 % des Autriebes, der allerdings gestiegen, bez erst begonnen hat.
Wird der Winkel weiter reduziert sink das Verhältniß zwischen Auftrieb und Drehmoment immer weiter gegen null zu Auftrieb.
Das kann es aber doch nicht gewesen sein.
Das Blattprofil glänzt natürlich mit höchsten Auftriebswerten und alle sehen das mit stolzer Brusst, (bitte nicht so wörtlich nehmen) aber das ist nicht das Ziel einer Windkraftanlage sonder Drehzahl mal Drehmoment !!
Beim Strom heißt es ja auch Spannung mal Strom, und nicht Spannung um jeden Preis oder Strom um jeden Preis.

Ich denke das ist das Problem bei den Kleinanlagen die nicht anlaufen oder keine Leistung bringen.
Nur ein Flugzeug das sich zu Boden stürzt wird beschleunigen, und nicht eines mit gezogenem H Ruder mit höchsten Auftriebswerten.

Rechnen würde ich also mal, von den Nullanstellwinkeln 50 % nehmen, egal welche guten Auftriebswerte erreicht werden könnten.
Daraus mal die Leistungsausbeute für ein Blatt mit Drehzahl ,(die es ja schon bei 6,7° erreichen würde) und dem Vortrieb bei diesem Winkel.
Ich bin immer für fiftififti, ein gutes Mittelmaß .

Gruß Aloys.
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Re: Anstellwinkel für Auftrieb oder Drehmoment?

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Gepostet: 01.09.2014 - 17:04 Uhr  ·  #2
Zitat geschrieben von FamZim

...., dass offenbar versucht wird, die Leistungsfähigen Profile im Auftriebsgrenzbereich zu betreiben.
Das führt aber zu sehr hohen Anströmwinkeln, die zwar sehr hohen Auftrieb bringen, aber kaum Drehmoment.

Die Energie die wir aus dem Wind gewinnen können, multipliziert sich aber aus Drehzahl mal Drehmoment.
Da muß ein Kompromiß gefunden werden für die gröste Leistungsausbeute.
Ich will ja nicht den Maßt testen, was der so aushällt, sondern Leistung.
Gruß Aloys.



HAllo!
Das erste ist leider nicht korrekt- das Drehmoment resultiert lediglich aus einer Drehung des Koordinatensystems.
Allerdings ist die Konfusion verständlich, da kein Buch so richtig erklärt, wie man beim Auslegen einer Anlage vorgeht und somit kann man auch nichts abschreiben :-)

Jedenfalls hat so eine Anlage quasi zwei Auslegungspunkte:
Einen, bei den sie stallt (zumindest Stallanlage). Dieser Wert muss ja irgendwie fixiert sein, damit die Anlage nicht auseinander fliegt. Da läuft sie auch nicht optimal, die Profile laufen bei maximalem Auftrieb(sbeiwert); sie "stallen" da eben.
Und dann gibt es noch bei einer Leistung weniger als Nennleistung einen Punkt, wo alles optimal ist und bei dem die Rotorblattprofile bei minimalem Widerstand (Laminarprofile in der Laminardelle) laufen sollten. Und gleichzeitig der Rotor bei der optimalen (Auslegungs-)Schnellaufzahl (Englisch: Tip speed Ratio, TSR).
Das mit der TSR ist in allen Büchern ziemlich missverständlich erklärt: Ein Rotor läuft IMMER bei irgendeiner TSR, jedoch nur bei einem TSR mit optimalem Wirkungsgrad.

Die Kunst des Baus einer solchen Anlage ist es, das alles aufeinander abzustimmen und das noch mit dem Generator.

Maximal könnte mit einer "Blackbox" dem Wind ca. 59% der Energie entzogen werden, normale Rotorblätter von Großwindanlagen erreichen maximal 0.50, also etwa 85% davon.
(Es ginge theoretisch etwas mehr, aber dann werden die Blätter so dünn, dass man keine Struktur mehr hineinbringt.)
Davon gehen dann noch die elektrischen Verluste etc ab.
KleinWEA können u.a. wegen der verwendeten Rotorblattprofile nicht so gut sein- natürlich wieder abhängig von der Größe. Daher ist das mit einer Zahl schlecht zu sagen.

Der Arminius
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