Hallo Engelberger,
also ich bin ja kein Windkraftingenieur....halt stopp, doch, bin ich!
Man muss immer die Balance halten zwischen Anlaufdrehmoment und Leistung, wenn sie läuft. Bei einem Blatt ohne Verwindung (oder Gott behüte, sogar aktiver Pitchverstellung) ist das richtig schwer. Es wäre nur schade, wenn die Anlage dann läuft und man keinen gescheiten Output bekommt. Andersrum bringt natürlich das beste Profil und Auslegung nix, wenn die Anlage nicht anläuft.
Bei Darieus Rotoren findet man extra für diesen Fall oft einen Hilfsrotor in Form eines kleinen Savonius, der den Anlauf übernimmt.
Die Leistung einer Horizontalachsenanlage kommt aus dem äußeren drittel. Dort wird die meiste Fläche überstrichen und du hast den größten Hebelarm für die Stromerzeugung. Dort sollte es im Betrieb dann also stimmen. Je nachdem, welche Schnelllaufzahl du an deiner Anlage anliegen hast sieht die Einströmrichtung wie folgt (Diagramm aus).
Das Diagramm zeigt an der x-Achse die Schnellaufzahl und an der Y-Achse den Einströmwinkel am Profil an der Blattspitze. Wenn das Profil also in der Rotorebene liegt (0grad Anstellung), dann bekommt es bei z.B. lambda=3 mit 12grad schon mal richtig guten Auftrieb. Bedenkt, deine Profile besitzen schon eine Pseudo-Wölbung und erzeugen schon bei 0 Grad Anstellung einen Auftrieb. Wenn hier wie schon vorgeschlagen mit 7-10 Grad Anstellung nach Luv betrieben wird, dann wird im äußeren Bereich fast gar nicht produziert!
Wie kommt man nun aus dem Dilema raus? Du solltest zwingend im Innenbereich eine Anlaufhilfe hinbauen. Diese dann Konsequent 45° anstellen. Der äußere Bereich sollte bei ca. 8° Anströmung betrieben werden (damit du bei Böigkeit nicht sofort in den Stall reinfährst (Stichwort "Rotorträgheit").
Hier mal die Anströmverhältnisse am Rotor in Grad über die Rotorlänge (dimensionslos). Für einen Bauwinkel von -3° (also in Richtung Luv):
So wäre ungefährt die äußere Hälte in einem ordentlichen Betriebspunkt.
Die Innere Hälte stallt dann leider, aber in der Hoffnung, dass du hier lediglich deine kleine Anlaufhilfe hast. Diese kann dann auch noch so gestaltet werden, dass sie sich durch den "Fahrtwind" einklappt, sobald die Anlage hochdreht.
also ich bin ja kein Windkraftingenieur....halt stopp, doch, bin ich!
Man muss immer die Balance halten zwischen Anlaufdrehmoment und Leistung, wenn sie läuft. Bei einem Blatt ohne Verwindung (oder Gott behüte, sogar aktiver Pitchverstellung) ist das richtig schwer. Es wäre nur schade, wenn die Anlage dann läuft und man keinen gescheiten Output bekommt. Andersrum bringt natürlich das beste Profil und Auslegung nix, wenn die Anlage nicht anläuft.
Bei Darieus Rotoren findet man extra für diesen Fall oft einen Hilfsrotor in Form eines kleinen Savonius, der den Anlauf übernimmt.
Die Leistung einer Horizontalachsenanlage kommt aus dem äußeren drittel. Dort wird die meiste Fläche überstrichen und du hast den größten Hebelarm für die Stromerzeugung. Dort sollte es im Betrieb dann also stimmen. Je nachdem, welche Schnelllaufzahl du an deiner Anlage anliegen hast sieht die Einströmrichtung wie folgt (Diagramm aus).
Das Diagramm zeigt an der x-Achse die Schnellaufzahl und an der Y-Achse den Einströmwinkel am Profil an der Blattspitze. Wenn das Profil also in der Rotorebene liegt (0grad Anstellung), dann bekommt es bei z.B. lambda=3 mit 12grad schon mal richtig guten Auftrieb. Bedenkt, deine Profile besitzen schon eine Pseudo-Wölbung und erzeugen schon bei 0 Grad Anstellung einen Auftrieb. Wenn hier wie schon vorgeschlagen mit 7-10 Grad Anstellung nach Luv betrieben wird, dann wird im äußeren Bereich fast gar nicht produziert!
Wie kommt man nun aus dem Dilema raus? Du solltest zwingend im Innenbereich eine Anlaufhilfe hinbauen. Diese dann Konsequent 45° anstellen. Der äußere Bereich sollte bei ca. 8° Anströmung betrieben werden (damit du bei Böigkeit nicht sofort in den Stall reinfährst (Stichwort "Rotorträgheit").
Hier mal die Anströmverhältnisse am Rotor in Grad über die Rotorlänge (dimensionslos). Für einen Bauwinkel von -3° (also in Richtung Luv):
So wäre ungefährt die äußere Hälte in einem ordentlichen Betriebspunkt.
Die Innere Hälte stallt dann leider, aber in der Hoffnung, dass du hier lediglich deine kleine Anlaufhilfe hast. Diese kann dann auch noch so gestaltet werden, dass sie sich durch den "Fahrtwind" einklappt, sobald die Anlage hochdreht.
