H-Rotor kompakt

Camping
 
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H-Rotor kompakt

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Gepostet: 25.08.2021 - 20:30 Uhr  ·  #1
Schönen guten Abend Allerseits,

derzeit bin ich daran interessiert einen vertikalen Generator zu bauen (VAWT). Ich selbst habe leider kein spezielles Wissen über Windgeneratoren, aber bin in der Lage mir dieses schnell anzueignen.
Ich würde gerne einen VAWT bauen, welcher sich eignet zum Camping mitzunehmen (-->zerlegbar und im Rucksack verstaubar). Dadurch ist die Größe natürlich sehr begrenzt. Als ein gutes Design erscheint mir ein H-Rotor, da dieser an Bauteilen recht simpel ist und bereits bei wenig Wind sich dreht.

Als ganz grobe Anforderungen:
-3 Flügel: Höhe ~300mm, Breite ~100mm, Dicke egal
-Leistung ~10-20w, um z.B. Powerbank zu laden (mir ist bewusst, dass hinter dem Generator noch eine Schaltung gehangen werden muss)

Mein Ziel wäre es alles erstmal in CAD zu zeichnen und dann zu bauen.
Da ich es überhaupt nicht einschätzen kann, ob meine Idee in dieser Form möglich ist wende ich mich an euch.

Was ich bereits jetzt als Problem sehe ist einmal das Anlaufen des Rotors und der Strömungsabriss an den Kanten, da meine Flügel recht klein werden sollen.

Ich bin offen für alle Vorschläge/Anregungen und freue mich auf eure Antworten.
Che
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 25.08.2021 - 20:57 Uhr  ·  #2
Zitat
H-Rotor...und bereits bei wenig Wind sich dreht.
Illusion! Das Gegenteil ist der Fall.

Bei Deinen Maßvorstellungen tappst Du in die Re-Zahl Falle.

Wenn es um Energie geht, D wohl nicht unter 1,25m. Wesentlich darunter werden es lediglich Spielzeuge.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 25.08.2021 - 21:11 Uhr  ·  #3
Zitat
Illusion! Das Gegenteil ist der Fall.


Okay, erstmal danke für die Aufklärung.
Welches Turbinendesign bietet sich dann bei leichtem Wind eher an? Und wie groß müssten die Abmessungen, ganz grob ,einer solchen Turbinen sein, um im Bereich von 10-20W zu liegen?
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 25.08.2021 - 21:27 Uhr  ·  #4
lustig zu sagen 10 - 20 Watt möchte ich haben, wie groß muß mein Rotor sein?

Es kommt nicht nur auf Rotorabmessungen an sondern maßgeblich auch auf die Windverhältnisse dort wo Du Energie erzeugen möchtest.

Die häufigste Windgeschwindigkeit im Binnenland ist eher Schwachwind, in Bodennähe etwa 3 Meter die Sekunde, bei einem Rotor der eine exponierte Fläche von 1 m2 zum Wind hat könntest Du unter ansonst günstigen Bedingungen etwa 5 Watt ernten. Bei 4 Meter Sekunde 11 Watt, bei 5 Meter schon 22 Watt.

Grob umrissen.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 25.08.2021 - 22:27 Uhr  ·  #5
Re Faustformel :

V (m/sec) x t (tefe in mm) x 70

das muss man evtl wissen
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 27.08.2021 - 17:32 Uhr  ·  #6
Dank für die schnellen Antworten.

Okay. Ich glaube ich hatte mich falsch ausgedrückt. Bei den Maßen beziehe ich mich auf einen Flügel des Rotors.
Zitat

D wohl nicht unter 1,25m.

Also meinst du Schätzungswiese den Durchmesser?
Meine Grundsätzliche Idee lehnt an diesem Projekt an.

Zitat

bei wenig Wind sich dreht.

Wenn sich ein H-Rotor verhältnismäßig nicht bei wenig Wind dreht, welches Design dann stattdessen?
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 27.08.2021 - 18:01 Uhr  ·  #7
Ich würde davon ausgehen der Rotor in dem verlinkten Projekt hat höchstens 1 m Rotorhöhe wobei nur etwa 1/3 der Schaufelhöhe einen Radius von etwa 30 cm (Rotordurchmesser 60 cm) abdeckt der Rest der Schaufelhöhe geht diagonal zur Achse und bekommt so noch weniger Wind ab.

Solche aufgespannten Tuch Savoniusse sind nicht unbedingt für Starkwind geeignet, da jedesmal eine bombensichere Verspannung zu machen damit man das Teil nicht irgendwo in der Umgebung suchen muss stelle ich mir etwas zeitraubend und aufwendig für Rucksackwanderer vor.

Es ist ein schöner Hingucker, macht sicher auch Spaß so was mal auszuprobieren aber sonst: Von der Behauptung, in den Bergen seien Solarzellen die schlechtere Lösung weil nachts keine Sonne scheint, das ist schlicht und einfach Geschäftsmasche.

Solar machst Du tagsüber am Rucksack fest, lädst beim Wandern das Handy oder die Akkubank mit weniger als dem Kilo Gewicht des so kleinen Savonius Projekts und erwartungsgemäß auch mit deutlich mehr Energieertrag bei Sonne und weniger Zeitaufwand durch Handling. Schlechtes Wetter, Wolken sind allerdings nicht ideal für Solarzellen. Da bricht die Leistung stark ein, es käme dann darauf an, wieviel Saft Dein Handy zieht.

Den faltbaren Savonius noch größer zu bauen damit mehr Strom reinkommt, das wird dann noch sperriger und schwerer, na ja, wer sich das antun möchte hat mit Sicherheit auch glückliche Zuschauer...
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 27.08.2021 - 18:08 Uhr  ·  #8
Also siehst du es eher als "unnötig"/unpraktisch an eine faltbare/demontierbare Windkraftanlage zu bauen? In diesem Fall für ich meine Idee als verworfen ansehen.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 27.08.2021 - 18:10 Uhr  ·  #9
Übrigens ist ein H-Rotor etwas ganz anderes als der Falt-Savonius Deines Projektes. Unter den Name H-Rotor versteht man Windräder mit vertikal stehender Drehachse bei denen sich ebenso vertikal stehende gerade Flügel an Tragarmen um dieselbe drehen. Der Rotor mit den Tragarmen und Flügeln kann - muss aber je nach Tragarmkonstruktion nicht unbedingt - wie ein H aussehen, daher der Name.

Unpraktisch damit zu wandern oder bergsteigen, ja, aber nicht unbedingt verwerfen! Sowas kann viel Spass machen beim Selber bauen und Experimentieren!
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 27.08.2021 - 18:29 Uhr  ·  #10
Okay danke , dann mache ich mir nochmal Gedanken. Der Unterschied ist mir bewusst...ich fand nur, dass ein H-Rotor der schönere Antrieb ist.
Ich dachte mir den H-Rotor zerlegbar zu bauen und hätte alles funktioniert, Solarzellen in die Flügel einzubauen, sodass man die Flügel auch als Solarzellen nutzen könnte (am Rucksack von außen befestigen).
Jedoch hatte ich den Irrglauben die Rotor "klein" zu bauen.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 28.08.2021 - 06:58 Uhr  ·  #11
Ja, wenn man noch nicht oft mit dem Thema Windkraft zu tun hatte dann sind die Erwartungen nie ganz realistisch, vor allem auch was die "niedlichen" Windräder angeht.

Gut ist es, wenn man sich vorher darüber schlau macht, wieviel Energie in der bewegten Luft (Wind) steckt und wieviel davon überhaupt nutzbar ist. Der Wind weicht einem zu sehr geschlossenem Hindernis aus, man kann theoretisch nur 59% davon "ernten" in der Praxis oft weit weniger bauartbedingt. An die 59% kommt auch das modernste Windrad garnicht heran weil immer auch Verluste einzurechnen sind.

Dennoch lohnt sich Windkraft an guten Standorten mit viel Wind weil sich der Energiegehalt der Strömung relativ zur Geschwindigkeit überproportional erhöht.

Beispiel: Bei 3 m/sec Wind je nach Bautyp 5 Watt, der gleiche Bautyp dann bei 6/msec Wind (doppelt so schnell) schon 38 Watt !

Wenn man das weiß und auch dass ein Windrad in der Regel von gleichmäßiger Anströmung abhängig ist gibt es weniger Enttäuschungen denn viele Standorte sind Schwachwindgebiet wo nicht wirklich viel zu holen ist.

Der Savonius hat übrigens einen Wirkungsgrad von maximal 20%, kann dafür aber sehr gut an stark verwirbelten Standorten zurechtkommen.

Der H-Rotor (Darrieus) hingegen erreicht bis zu 30%, ist jedoch je nach Flügelprofil sehr stark von gleichmäßig kommender laminarer Strömung abhängig.

Wenn man mit Windrädern zu tun hat werden einem manchmal einige vorher so nicht wahr genommene Natur Eigenschaften bewußt.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 28.08.2021 - 09:00 Uhr  ·  #12
Zitat geschrieben von JanM
Okay, erstmal danke für die Aufklärung.
Welches Turbinendesign bietet sich dann bei leichtem Wind eher an? Und wie groß müssten die Abmessungen, ganz grob, einer solchen Turbinen sein, um im Bereich von 10-20W zu liegen?
Grundsätzlich sind bei deinen vorgestellten Dimension eben nur Spielzeuge möglich.
Da gäbe es beim Amazonen das:
 


Also sagen wir einmal so, für das Betreiben einer LED reicht die Leistung (siehe Screenshot):
 

Sogar mit meiner angeblich 600 Watt, 48 Volt Windturbine (60cm Durchmesser und rd 1m Höhe), sind bei normalen Wind lediglich 12V (bisher 0 Watt) zu holen.
Che
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 29.08.2021 - 10:29 Uhr  ·  #13
Ob da mehr Auftrieb oder Widerstand ausgenutzt wird, ist nicht ganz klar.

Aber warum versteift sich der JanM eigentlich auf Windnutzung?
Ist doch die PV inzwischen preiswert geworden, Beispiel: https://prevent-germany.com/so…c-schindel Gibts grundsätzlich auch flexibel.
So oder so, an den Rucksack angeheftet, einen passenden Li-Akku noch dazu + kleinen Laderegler. Das wars schon.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 29.08.2021 - 10:48 Uhr  ·  #14
Zitat geschrieben von Che
Aber warum versteift sich der JanM eigentlich auf Windnutzung?
Ist doch die PV inzwischen preiswert geworden. So oder so, an den Rucksack angeheftet, einen passenden Li-Akku noch dazu + kleinen Laderegler. Das wars schon.
Ja, es gibt sogar fertig vor konfigurierte und montierte Rucksäcke für diesen Zweck.
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 29.08.2021 - 11:33 Uhr  ·  #15
Naja , Bewegung ist halt eine Fazination , deshalb verstehe ich schon, eine Begeisterung für Windkraft , auch im kleinen , aber klar nehm ich ein PV modul mit bei einem Ausflug mit dem E-Bike .... dann hab ich eigentlich alles was ich brauch
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 31.08.2021 - 06:38 Uhr  ·  #16
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Re: H-Rotor kompakt

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Gepostet: 31.08.2021 - 10:27 Uhr  ·  #17
auf jeden Fall wäre das Energie effizienter, leichter aufzubauen und leichter auf möglichst kleines Packmaß zu reduzieren.
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