Windrad für unterwegs

Ja das ist schon klar, der Geni muss fixiert sein sowohl beim Kettenrotor als auch falls das Deine Wahl wäre beim Multirotor den Du als Kombi LUV-LEE Läufer windnachführbar auf dem Mast Deines Womos wie ein normales Windrad laufen lassen kannst.

Der Vorteil vom Multi-System wäre das durch den zweiten Rotor hinten größere Drehmoment welches zwar wegen Strömungsverlusten nicht verdoppelt sein wird aber immerhin erlaubt die beiden Zweiflügler Rotoren mit weniger Durchmesser zu konzipieren als wenn Du nur einen Rotor laufen lässt.

Dann noch zwei aufsteckbare Naben vorn und hinten wo Du Flügel aufschrauben kannst würden das Packmaß nochmal verkleinern auf insgesamt 4 eng gebündelte Flügel die in einen kleinen schmalen Beutel passen würde.

Leider habe ich nur mit dem Windspiel mit Federn bei der Kita die Erfahrung gemacht das der hintere Repeller als Windfahne ausreicht. Dort liefen die beiden Repeller mit entgegengesetztem Drehsinn was vielleicht geholfen hat. Willst Du den zweiten Reppeler mit einer Achsverlängerung zB. Rohr hinten nutzen müsste der ja im gleichen Drehsinn wie der vorne laufen.

Hast Du Ahnung von Steppermotoren, ist der den ich oben verlinkt habe gut, was könnte der bei sagen wir bei 200-300 RPM an Watt bringen? Rastmoment ist da eher gut, das Andrehen von Hand geht seidig so als ob Du im gut flüssigen Honig rührst.

Ich könnte anhand der Leistung in Watt bei soviel Umdrehungszahl über den Daumen Peilen welchen Rotordurchmesser ich etwa brauche. Beim Luv - Lee Läufer kann ich ja nicht einfach ein paar Rotoren mehr einhängen wie beim Kettenrotor.

Wie das mit Vibrationen bei Dir ist, klar Ein- oder Zweiflügler sind da etwas nerviger! Vielleicht reguliert das ein bischen wenn der Lee-Repeller des Multirotors über Kreuz angebracht ist. Ansonsten wäre für Dich vielleicht überlegenswert die Flügel abschraubbar mitzuführen und auf 3 oder Mehrflügler auszuweichen. Es müssten ja keine Vollprofile sein, man kann mit in Längsrichtung mit Carbonfaser verstärkter Carbonmatte auch arbeiten das sowas rauskommt wie einfache Bleche die in eine passende Profilform (hohl gebaucht) wurden. Sowas lässt sich wie Jogurtbecher ineinander verschachtel verstauen, extrem leicht und mit geringem Packmass. Was dann noch etwas mehr wiegt und Platz wegnimmt ist der Geni und der Aufbau.

Fix zusammengebaute Repeller mit mehr als 2 Flügeln sind ärgerlich im knappen Wohnraum eines WOMOS

Dann habe ich auch noch einen Fahrradnabendynamo für Kettenrotorbetrieb präpariert. Das erklärt sich von selbst auf dem Foto wie. Es ist ein Shimano DH-3N71, der leichtgängigste aus der oberen Mittelklasse und man braucht ihn nur leise anzutippen und das 1,8 W Ledlicht blendet einen!

Ja, ok, viel Ladestrom bringt der auch nicht aber er tuts schon bei dem bißchen Wind bei mir im Garten. Wenn man da jetzt einen Generator dranhängt der bei 12 m/sec 200 W leistet und bei den 3 m/sec im Garten bei mir auch nur 3 W dann siehts zwar hübsch aus aber...

Mehr wie 3 m/sec Wind hab ich fast nie im Garten. Also probieren wir es mit dem Shimano für knappe 20 Euronen der die 3 W bei wenig Drehung auch bringt und genauso geil ist.

Als Vergleich auch das Foto von dem 200 W ElvWis, den kann man zwischen 2 Rotorketten in der Mitte fahren weil mit Doppelschaft versehen.

Shimano DH-3N71.JPG 4.16 MB

ElvWis 200 .JPG 3.94 MB

Moin Carl,

mit welchen üblichen Drehzahlen rechnest du denn so für deinen Rotor?

Weil das Wetter nicht passt und die 15 kleinen 35 cm Segel - Rotoren auf ihren Probelauf mit Generator im Garten noch warten müssen habe ich schon mal die Zeit genutzt um mit was Größerem anzufangen:

Ein Kettenwindrad auf Stahlseil mit 2 Meter Durchmesser - Rotoren, aber keine 15 davon, erst mal nur 4.

Ich hab genug 1 m lange 8 mm D. Carbon Vollstäbe, 3/8" Kreuzstückfittings und Rohrstücke mit Gewinde als Nabe damit die Carbonstäbe tief genug in ihre Versenkungen verbaut werden können. Das werden also Vierflügler.

Die Kreuzstücke werden mittig im 90° Winkel zu den Flügeln durchbohrt wie eine Nabe die auf eine Achse gesteckt wird und ein dort eingeführtes Rohrstück wird die Nabe auf dem Stahlseil stabilisieren so dass hinterher nichts beugt oder wackelt.

Da ich das Stahlseil schon habe und auch die Rohrstücke die ziemlich stramm auf das Seil passen ist dieser Teil schon fertig. Stundenlange Quälerei.

Ja ok, 4 Rotoren mit je 2 meter Durchmesser, das wird dann schon recht heftig, sind ja zusammen 12,56 m2 Fläche zum Wind. Gewöhnlich ist bei mir im Garten so wenig Wind, dass nur bei Sturm in Deckung gegangen werden muss und ansonsten: ein paar Watt werden schon dabei rauskommen.

Drahtseil mit VA Ver … lsen.JPG 3.82 MB

Das sind die Drachenmodelle mit denen ich bisher meine Kettenrotoren hochgezogen habe:
Quadratflachdrachen 1.jpg 537.4 KB

Kastendrachen Schwal … pelt.jpg 585.02 KB

Als Tuch für die Segel diesmal mit C-Profil (es werden hierbei mit den Nabenklemmen insgesamt 14 Rotoren mit 1 m Rotordurchmesser, Zweiflügler, also 28 Segel) habe ich diesmal Dacron Tuch in schwarz gewählt und schon 5 m mit 1,44 m Breite im Metropolis Drachenshop bestellt.. Schwarz ist weniger lichtdurchlässig und trägt mit zur Dracon-Lichtechtheit bei. Freu mich drauf! Es wird eine Heidenarbeit! Dacron wird gerne als Tuich für Segel genommen weil es sehr widerstandsfähig und lichtecht ist. Das hat mir ein eingefleischter Segelmacher der nach Gran Canaria ausgewandert war und einmal für mich etwas genäht hat verraten. Weiß ich heute noch obwohl es 15 Jahre her ist

Die 14 Stück 1m Segelrotoren sind nicht für WOMO Versorgung sondern für mich für meinen total Schwachwind und Turbulenz verseuchten Garten. Das sind insgesamt 10,99 m2 Fläche zum Wind und wenn ich aasiges Glück habe dann gibt es ungefähr 40W -50 W Beute bei 3 m/sec Wind. Der ja dann als Basis genommen werden kann und Flauten sowie Perioden mit heftigeren Strömungsverhältnissen mittelt. Sagen wir mal 30W 24 Std am Tag durchschnittlich dann wären das ungefähr 700 W am Tag. Das wäre für mich die Offenbarung! Bidsher bin ich nämlich den bequemeren Weg gegangen und habe mir mit der Zeit mehr Solarpanele zugelegt als mein Stolz vertragen kann! Für 700 W am Tag im Winter müsste ich Solar ganz schön was in die Sonne hängen.

Schwarz - nicht gerade eine Farbe die Frohsinn vermittelt aber irgendwie wenigstens auch keine heftigen Gefühle. Schaut Euch mal verschiedene Farben in einer Auswahlpalette an und versucht dabei herauszufinden was jeweils der pshychische Impakt bei Euch ist. Ganz interessantes Experiment persönlicher Wahrnehmung. Aber wie gesagt, mir ist egal wie Schwarz wirk, wichtiger ist wie widerstabndsfähig es gegen UV - Strahlung ist!

Wetter heute passte um die Reihe mit 15 kleinen 35 cm D Segelrotoren mit dem italienischen Perganentmagnet Waschmaschinenmotor als Generator zur 1. ten Probe aufzuhängen.

Schwachwind 2 -3 m/sec, eher selten auch ein kurzer Windstoß mit 4 m/sec dazwischen - eben so wie meistens bei mir im Garten.

Die Kette dreht am besten wenn Wind frontal drauf bläst mit kleinen Toleranzen, das kleine 12 V LED mit 1,8 W direkt am Waschmaschinenmotor angeschlossen leuchtet erst in den seltenen Windstößen bei 4 m/sec hell auf.

Nun steht noch der Versuch mit einem Nabendynamo aus, was spannend ist wegen dem Kogging. Schafft es die Rotorkette das Kogging zu überwinden dann passt der Nabendynamo genau denn da würde schon bei 1/2 Drehung in der Sekunde das LED aufleuchten.

Bei so miserablen Windgeschwindigkeiten leistet meine Black 300 mit ihrer mit der Flächenabdeckung der 15 Segelrotoren vergleichbaren Rotorgröße auch nicht mehr.

Das heißt - die Black 300 ist nur bei höheren Windgeschwindigkeiten dem Nabendynamo überlegen. Wer also keinen so guten Standort hat könnte vorteilhaft die kleinere Lösung mit Nabendynamo nutzen.

Fotos von der Rotorkette und vom Nabendynamo für den nächsten Versuch:

15 Segelrotoren mit … otor.JPG 4.33 MB
Ketten Nabendynamo.JPG 4.31 MB

gENAUSO wie der Nabendynamo auf dem Foto an einem Strick hängt wird er auch mit der Rotorkette in die Höhe gezogen. Da wird nichts irgendwo fest verschraubt, in Hängelage ist die Achse des Dynamos nicht ganz Waagerecht sondern so wie die Rotorkette die in einer sanften Katheode verläuft am Anbringungspunkt linear zu dieser.

Das Gewicht der Rotorkette, die am anderen Ende in einem Kugelgelagerten Wabel läuft und nicht extrem stramm gespannt wird zieht dann den Dynamo in die Richtung der Kette in der Hoffnung dass dies gut funktioniert.

Wer solche Generatoren auch mit größeren Kapazitäten weiß bitte melden.

Also ähnlich in den Leistungsmerkmalen was Eigensicherheit bei selten auftretendem Starkwind und den Ladebeginn für 12 V Spannung schon bei 1 Umdrehung in der Sekunde betrifft. Ich kenn da nichts, der Nabendynamo (jedenfalls für Schwachwind) ist da für mich bisher unschlagbar.

Ich hab das vorläufige Ergebnis nachträglich noch hier eingefügt: Led brennt beim Nabendynamo besser als mit dem Waschmaschinenmotor, nun kann damit begonnen werden die Zahl der Rotoren zu veringern, evtl. etwas mehr Durchmesser bei kleinerer Anzahl. Dann kommt auch das C-Profil in Aktion denn die einfachen Segel sind mir noch zu Windrichtung - abhängig! Ich schätze mit 2 - 4 solcher C-Rotoren mit 50 - 75 cm Durchmesser sollte beim Nabendynamo schon ordentlich was gehen.
Led brennt.JPG 4.33 MB

Ich beobachte die Rotorkette erst seit wenigen Tagen, kann dazu bisher folgendes berichten:

Obwohl alle 36 cm - D Segelrotoren auf der Kette als Zweiflügler laufen kann ich auch in Boen bis 4 m/sec kein spürbares hin & her Geschlacker der Linie sehen. Mag sein - das Versetzen der hintereinander stehenden Zweiflügler um jeweils 90° trägt so zum ruhigen Lauf bei.

Ich hatte im vorhergehenden Post den LUV-Lee Läufer als "normale" Windradvariation mit insgesamt drei zueinander versetzten Zweiflüglern - einer vorne, zwei hinten in Abständen zueinander als Windfahne funktionierend - als Denkansatz vorgeschlagen. Das wäre von vorne Draufsicht gesehen wie ein 6 Flügler.

Die Strömung hat die Eigenschaft in Wirbelketten spiralförmig nach hinten abzulaufen so dass derart versetzte Flügel vielleicht von einer dadurch begünstigten Reaktionsfläche und gleichzeitig wirkungsgradmäßig von der räumlichen Nutzung der Strömung profitieren.

So ruhig wie sich die Zweiflügler Kette oben bisher zeigte könnte man für ein Luv - Lee Windrad vielleicht auch nur zwei Rotoren statt drei nehmen was auch hier einen kleineren Rotordurchmesser relativ zu einem einfachen Läufer bei gleichem Drehmoment aber weit mehr Drehzahl und immer noch ruhigem Lauf ermöglichen könnte.

Der größte Vorteil dabei wäre dass man bei der Wahl des Generators mehr Spielraum bekommt. Modelle in größeren Abmessungen als im Kleinwindbereich der untersten Klassen kann ich mir nicht vorstellen weil dort die Problematik der Sturmsicherung Grenzen setzen dürfte...

Wie gesagt das Expertiment steckt noch tief in den Kinderschuhen, man weiß nicht wie sich das bei nur wenig größeren Flügeln verhält. Für Kleinstwindräder - und dafür sind wir auch da - denke ich schon dass es Vorteile bringen könnte...

zitiere:
"Die reale Welle ist mit Sicherheit komplexer!" Ja stimmt leider, seufz ...

Das erste Mal dass mir das Ablaufen der Luftströmung wie Du es nennst als Torsionswelle offenbar wurde war bei der Beobachtung von bis zu 1 1/2 m langen schmalen "Lampenputzer" Schilfblättern in starkem Wind die sich dabei stark in sich verdrehten.

Meine Beobachtungsgabe hilft mir manchmal mein mangelhafteses Schulwissen auszugleichen - andererseits ist mir schon bewusst das nur Berechnungen leichter nachvollziehbare Grundlagen schaffen können.

So etwas könnte Dir vielleicht mit der vereinfachten Berechnungsgrundlage wie Drehzahl und Windgeschwindigkeit - den Rotordurchmesser von 36 cm und die Flügelzahl 2 hast Du ja schon - gelingen.

Bei meiner Rotorkette beträgt der Abstand der um 90° versetzen Rotoren zueinander etwa das 1 1/2 fache des Rotor Durchmessers und war wirklich nur rein über den Daumen gepeilt!

Wichtig war mir beim Versetzen der Rotoren zueinander nicht nur das Ausgleichen der Lastschübe durch Wechsel der Rotorarme im Verhältnis zur Schwerkraft ( hängende Arme bereiten uns wegen dieser weniger Anstrengung als horizontal ausgestreckte Arme, die lassen sich bei uns nur mit Mühe lange in dieser Stellung halten).

Diese Lastwechsel hätten nämlich womöglich die Kette zu Schwingungen aufschaukeln können.

Wichtig war mir erst in Folge, dass die Strömung das nächste Rotorblatt (Segel)relativ frei trifft ohne durch das davorstehende Segel zu stark abgedeckt zu werden. Welche Rolle dabei das Torsionsverhalten der ablaufenden Strömung spielt ließ sich für mich bis dahin nur erhoffen!

Deine Berechnungen könnten da ein wichtiger Fortschritt sein!

Das jetzt zu berechnen stelle ich mir allerdings sehr schwierig vor. Es spielt ja auch Anzahl und Bauart der Flügel, deren Abdeckungsbereich und Schnelläufigkeit eine Rolle wobei die unterschiedliche Größen wie Durchmesser wahrscheinlich auch einen nicht unbedeutenden Einfluss auf den Strömungsablauf haben dürften. Keine leichte Aufgabe für den Fall dass Du soetwas wie eine allgemeingültige Formel für alle Varianten aufstellen wolltest ! Eine Wahnsinnsaufgabe für einen Grundlagenforscher!

Meine Rotoren - abgebremst durch die Last eines 1,8 W starken Ledlichtes am Nabendynamo - drehen optimal bei 3 m/sec Windgeschwindigkeit (abhängig von beständig frontal einwirkender Windrichtung) mit relativ genau 60 rpm.

Da Windrichtung, Turbulenzen und Windstärke bei mir im Garten alles verfälschen hat es wenig Zweck dort genaue Messungen zu machen aber lange Übung ermöglicht mir eine mit Rückbehalt verlässliche Aussage!

Grüß Dich!