was haltet ihr hier von? [energy-age-wind]

Das finde ich doch auch etwas sehr verdächtig.
Da wirft ein Neuling einen Link ins Geschehen mit den Worten:Was haltet ihr davon?
Man nimmt ihn ernst und geht darauf ein.Eine Seite später kommt noch ein Neuling und rechnet
wie ein Profi die Sache schön bis zum geht nicht mehr.
Also, Neuentwicklungen in Ehren aber hier stimmt was nicht. Das sind Zahlen die ich mir nicht
vorstellen kann. Auch die folgende Grafik ist mir unerklärlich!
http://www.energy-age-wind.de/…ionell.pdf
Das ist meine Meinung dazu.

...und nun zum Abschluss für die endgültige Beweisführung noch ein kleines Rechenbeispiel:

Diffusorfläche 4,45 qm......Wirkfläche turbine 2,5 qm

bei einer Windgeschwindigkeit von 7 m/s ergibt sich für die größere Fläche eine Windleistung von:

0,6*Fläche*Windgeschwind. hoch3

0,6*4,45*7hoch3 =915 Watt.
Mehr Leistung KANNDER WIND NICHT auf diese Fläche bringen.

Nun zur kleineren der beiden

0,6*2,5*7hoch3 =514 Watt.

Wenn ich nun davon ausginge, dass durch den Diffusor eine 1,5 fache Windgeschwindigkeit auf die kleinere Fläche Konzentriert würde (Trichter, diffussor...scheiß egal...das prinzip ist das gleiche...) passiert folgendes

0,6*2,5*10,5hoch3=1736watt.
Nanu...was ist denn da passiert...?
Nochmal zum Vergleich
Aus der Diffusorfläche kann eine Leistung von maximal rund 900 Watt rausgeholt werden. An dieser Stelle geschieht nun ein Wunder, die Windgeschwindigkeit steigt an und am ende haben wir rund 1700 Watt.

Wenn sich die Windgeschwindigkeit in diesem Fall ver1,2-facht, kommen wir auf 890 Watt. das passt also ungefähr. Noch immer ist hier aber kein Wirkungsgrad für die Energieumwandlung zum "Diffusieren" eingerechnet.

Man muss also eben aufpassen.

Wenn der Anbieter also von einer mehr als 1,2fachen windgeschwindigkeitserhöhung bei den angegebenen Flächen und damit Verhältnissen spricht, kann er nur nichts verstanden haben. Und ich weiß ja nicht, ob ich ein Produkt von einem Entwickler kaufen würde, der nicht einmal diese einfachen Theoretischen Grundlagen begriffen hat.

Dass es generell möglich ist, die Windgeschwindigkeit zu erhöhen oder auch die Dichte zu ändern bestreite ich nicht, in dieser Art und weise allerdings ganz sicher nicht.
Für mich ist das Thema damit nun abgeschlossen.
Gruß
Max

Menelaus,

ich kenne die genauen Daten ebensowenig wie Du, deshalb arbeite ich - im Gegensatz zu Dir - mit Annahmen und mit Zahlen . . .

Definitiv falsch ist, dass die größere Fläche zur Berechnung verwendet werden muss, denn die durchströmende Luft erreicht im Diffusor an oder kurz nach der der engsten Stelle die größte Geschwindigkeit, und dies wird eben durch Staudruck (vorne) und Unterdruck (hinten) durch die Querschnittsänderung erreicht.

Der Wirkungsgrad der Unterdruckerzeugung ist übrigens enorm, denn auf diesem Prinzip arbeiten auch die sogenannten Staustahl-Triebwerke (Ram-Jets), die vollkommen ohne Kompressor und Turbine auskommen. Wäre der Wirkungsgrad gering, würde ein solches Triebwerk nicht den benötigten Sauerstoff erhalten und die freigesetzte Energie beim Verbrennen des Treibstoffs würde mehr oder weniger einen Massestrom nach beiden Seiten des Triebwerks bewirken (was definitiv nicht der Fall ist).

Das Gelabere vom Perpetuum Mobile ist natürlich Quatsch, denn der Masse-Strom / die Windenergie wird durch zwei Faktoren umgeformt (Impuls-Erhaltung, es wird keine Energie "erzeugt") :

1. die Verengung des Querschnitts am Lufteintritt (Verdichtung) und
2. die anschließende Erweiterung des Querschnitts am Luftaustritt (Entspannung).

Ein großer Teil des Massestroms wird hierbei durch die außen um das Diffusor-Gehäuse herum geleitete, bewegte Luftmasse Sog-seitig beschleunigt.



Eben nicht, denn erst die Kombination von Kompression und Dekompression bewirkt die maximale Strömungsgeschwindigkeit und den minimalen, statischen Druck am engsten Querschnitt. Die Kunst besteht darin, die Wirkung von Kompression und Dekompression so auszubalancieren, dass sie sich optimal unterstützen (als nicht zu viel oder zu wenig von beiden Komponenten) und das Ganze auf möglichst kleinem Raum und unter Aufrechterhaltung einer möglichst laminaren Strömung, also konstruktiv alles andere als trivial !
Wenn ich mir die Bilder des Herstellers ansehe, schätze ich den Querschnitt am Lufteintritt (engste Stelle) auf etwas weniger als die Hälfte der Windlastfläche (vordere Querschnittsfläche) und somit auf etwa 1,25 m². Für die Luftbeschleunigung ist diese Fläche maßgeblich, und zwar im umgekehrten Verhältnis zur Austrittsöffnung also:

4,45 m² / 1,25 m² = 3,56

Ich behaupte nicht, dass dieses Maximum erreicht werden kann und schon gar nicht bei geringen Windgeschwindigkeiten, aber man nähert sich umso mehr an, als die Windgeschwindigkeit zunimmt und solange die Strömungsführung laminar bleibt.

Wie bei einer Tragfläche sich der Auftrieb nicht nur durch das Verhältnis der Strömgeschwindigkeiten oberhalb und unterhalb definiert sondern auch durch andere aerodynamische Faktoren (Anstellwinkel, etc.), so hängt bei einem Kompressor / Diffusorsystem die interne Beschleunigung nicht nur von Querschnittsverhältnissen ab, sondern auch - und zwar sowohl von interner wie auch externer - Strömungsführung und das ganz erheblich. So wird z.B. durch Windabrisskanten (Spoiler) der effektive Austrittsquerschnitt gegenüber der reine physikalische Abmessung vergrößert.

Selbstverständlich gibt es praxisorientiert stets Verluste, und natürlich liegt ein Rotor mit etwa 1,2 m Durchmesser natürlich nicht vollständig im Bereich der maximalen Strömungsgeschwindigkeit.

Zu berücksichtigen ist dabei auch, dass der Rotor hier (überwiegend) im Schubbetrieb als Widerstandsläufer arbeitet und nicht mit einer sonst beim Savonius möglichen Schnelllaufzahl von 1,8.

Andererseits - und hier offenbart sich Deine Milchmädchen-Rechnung - wird vollkommen außeracht gelassen, dass sich am engsten Querschnitt nicht nur die Strömgeschwindigkeit erhöht, sondern auch die Dichte der Lufftmasse, das ist halt so das Wesen der Kompression . . .

Schon ein Hobby-Garagen-Bastler erreicht ohne weiteres eine Strömungsgeschwindigkeits-Anhebung um Faktoren von 1,5 bis 2,0.
(Nachzulesen ist das Prinzip übrigens auch als Messergebnis unter: http://www.windstuffnow.com/main/vawt.htm wobei zu berücksichtigen ist, dass dies ein Experimentalaufbau und keine optimale Konstruktion darstellt . . . )

Du jedoch jonglierst hier mit durch nichts belegten Annahmen (wie die - von Dir behaupteten - zur Berechnung zu verwendende Flächen) und verflüchtigst Dich mit . . .



DIE ERDE IST EINE SCHEIBE !

viel viel Wind,

Jetzt möchte ich mal bemerken:

1. ich habe mit dem Hersteller nichts zu tun

2. ich rechne hier nichts schön, sondern behaupte lediglich, dass die angegebene Größenordnung des Herstellers nicht ganz aus der Luft gegriffen sind bzw. mir (halbwegs) plausibel erscheinen

3. Erfolgte mein Beitrag erst auf eine Reihe recht inkompetent vorgetragener Nörgeleien und Äpfel / Birnen Vergleiche hin und

4. ist Alter bzw. Zugehörigkeitsdauer kein Merkmal von Kompetenz. Leistung muss man erbringen, die kann man nicht ersitzen . . .

Grüße
Carmen

(cashu . . . die mit dem Wind tanzt . . .)

Ich fände es sehr gut, wenn das wieder sehr S A C H L I C H weitergeht.

Nicht nur das ich mal vom Stand auf der Messe geflogen bin, nein, man mir auch schon mal sehr freundlich geschrieben, und das könnte man mit etwas Phantasie durchaus auch als Drohung verstehen. Also BITTE !





Von Turbinen habe ich einfach keine Ahnung, aber beim Flieger stecke ich ja nun doch auch erheblich Energie in Form von Cerosin rein. Wie sieht es denn da mit den Wirkungsgraden aus?
Wenn ich mir so einen Querschnitt einer Strahldüse ansehe, dann sieht man ja Einiges von den Anstrengungen die Strömung sauber und laminar zu führen. Da ist nun aus meiner Sicht auch nichts Vergleichbares bei besagten Anlagen zu sehen.

Wie empfindlich sind Savonius Rotoren bei turbulenter Strömung? Ich weiß aus der Windmesstechnik nur, das turbulente Strömung nur sehr begrenzt zum Ertrag beiträgt. Je nach dem, wie genau ich den Betrachtungswinkel auflöse, bewegte sich die Luftmasse oder Teile davon nicht mehr geradeaus mit, sondern entgegengesetzt oder quer. Der Beitrag zur nutzbaren Windenergie innerhalb einer Turbine oder eines Windrades sinkt mit zunehmender Turbulenz somit ganz erheblich. In Windkanälen wird ebenfalls erheblicher Aufwand mit Gittern und Röhrchen in verscheidenen Abständen und Längen betrieben, um die Luftströmung möglichst laminar zu halten.
Im großen Maßstab kennt dies vermutlich fast jeder hier, der seinen Rotor mal hinter einem Busch stehen hatte.

Ich bin weder Mathematiker noch Wissenschaftler, der das im Detail alles nachrechnen kann, aber so ein paar Grundreglen haben sich bei mir festgesetzt.
Für mich ist immernoch einer der wichtigsten Grundsätze, die der Energieerhaltung. In einem geschlossenen System kommt nichts hinzu und kann auch nichts verloren gehen. Jetzt wird es schwierig die Windanlage selbst in ein geschlossenes System zu stellen, aber theoretisch müsste ich doch für jeden Bruchteil einer Sekunde eine ausgeglichene Energiebilanz aufstellen können. Wenn ich also der bewegten Luftmasse einen Energiegehalt zuordnen kann, so muß ich doch auch bei Druckerhöhung oder Absenkung die veränderte kinetische Enrgie bestimmen. Theoretisch müsste es doch möglich sein, die Windanlage im Schnitt aufzumalen, in verschiedenen Cluster aufteilen und in jedem Cluster die enthaltene Energie bestimmen (inclusive der Zu- und Abnahmen durch Druckerhöhung und Absenkungen, Geschwindigkeitszunahme und wieder Abfall). Und wenn das dann alles passt kann man ja weitergehen und das Drehmoment und Wellenleistung bestimmen mit allen Nebenwirkungen auf Geschwindigkeit, Druck und Temperatur.

Mich würde das tatsächlich auch nur der theoretisch Ablauf interessieren, aber mir fehlen schlicht die physikalischen Kenntnisse und leider auch die Zeit mich da tiefer reinzuhängen. Wäre doch eigentlich eher was für eine Diplom- oder Dr.-Arbeit...

Übrigens ist das nicht die erste Disskussion zum Thema Venturi-Düse / Bernulli-Effekt bei Windanlagen.

Gruß Uwe

Ja, ein Triebwerk ist etwas anderes, da wird Energie in Form von Treibstoff zugeführt und bei der Windturbine wird Energie entnommen.

Dennoch beruht das Modell, um das es hier geht - ebenso wie ein Triebwerk - u.a. sehr eheblich auf den Effekten der Kompression und Dekompression.

Um dabei den Fakt der Energieerhaltung zu betrachten, genügt es eben nicht, sich nur auf die gemessenen Querschnitte innerhalb und außerhalb des Turbinengehäuses zu nehmen, sondern man muss schon das System aus Turbine mit den wirksamen Querschnitten und aus umgebender Luftströmung bis zu einer eher vernachlässigbaren Einflussgröße mit einbeziehen.

Und das ist eher komplex denn trivial . . .

Hallo,

ich kann eine Skizze (jpg ca. 100 KB, kann auch noch verkleinert werden) zum Thema "Konzentrator / Diffusor / effektiver Querschnitt" mailen, wenn die jemand (nach Belieben / vorübergehend) für mich einstellen will . . . ich selbst habe keinen Web-Space . . .






Menelaos,

ich weiß nicht, was für ein Generator in dem System verbaut ist, aber wenn man sich die Anlage genau ansieht, findet man in der Beschreibung, dass Leistung oberhalb der Nennleistung in einer Wasser-Wirbel-Bremse / Pumpe z.B. zur Vorwärmung in die Warmwassererzeugung eingespeist wird.

Natürlich weiß ich, dass die meisten Hobby-Energie-Erzeuger hauptsächlich Schwachwind-Nutzer sind, aber das hat nichts mit dem Funktionsprinzip und der Leistung des ursprünglich hier hinterfragten Systems zu tun.

Sicher ist jedenfalls, wenn man, wie wir beide - viele Annahmen mit vielen Fehlermöglichkeiten triff, können sich solche Fehler sehr schnell potenzieren

Hallo, cashu
wenn Dir die angegebene Größenordnung des Herstellers nicht ganz aus der Luft gegriffen sind bzw.
Dir (halbwegs) plausibel erscheinen, dann bleibe ruhig dabei. Ich bleibe dagegen bei meiner Meinung.
Jedem seine Meinung die er frei äußern darf. Nicht war?
Mit der Zugehörigkeitsdauer hast Du leider den Sinn nicht verstanden wie ich das meinte,
Da musst Du mich nicht gleich abfällig bezichtigen.

Hallo WWWFREAK,

Die Windkraft ist genau da maximal zu nutzen, wo sie am höchsten konzentriert ist: am effektiven Übergang von der Kompression zur Dekompression, denn dort sind sowohl die Strömungsgeschwindigkeit wie auch die Dichte des Mediums am höchsten. Demzufolge ist genau dort auch der optimale Platz für den Rotor der Turbine.

Ohne Verlustbetrachtung entnimmt eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit um

5% etwa 14,7%
10% etwa 27,1% (etwa max für Savonius)
15% etwa 38,6%
20% etwa 48,8% (etwa max. HAWT)
26% etwa 59,3% (theor. max. Ernte-Faktor)

der im Wind enthaltenen kinetischen Energie. Dies ist unabhängig von der Bauart der Turbine:

Eintritts-Energie - entnommene Energie = Austritts-Energie

Natürlich kommen noch Strömungsverluste am / im Gehäuse (durch Umwandlung in Wärmeenergie) hinzu.

Moin:habe einige male kleine MANTELSTROM TURBINEN in der Praxis bei leicht turbulenter Anstroemung beobachten können. Bei mäßigen Wind geschw. war selten ein Anlaufen zu verzeichnen. Vermutl. fließt die Gasmasse einfach um die Turbine herum.(schon der am idealen Punkt sitzende Rotor könnte da zuviel Widerstand aufbauen.Mfg.Cerco