Welche 48V Windanlage für Hausdach

 
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 24.10.2022 - 08:51 Uhr  ·  #21
@magnus:
Du hast 16 m Dachlänge und stellst Dir eine 16 m lange Savoniuswalze vor die einen Durchmesser von 50 cm hat. Ich habe mir nach einer Tabelle zu Windgeschwindigkeiten und in 1 m2 Fläche zum Wind vergleichend ausgerechnet - natürlich unter Berücksichtigung des maximal möglichen Wirkungsgrades von Savoniusläufern - wieviel Watt mit dieser Savoniuswalze günstigenfalls abzuernten wäre:

Bei 3 m/sec Wind sind das 20 W
4 m/sec - 44 W
5 m/sec - 88 W
6 m/sec - 152 W
7 m/sec - 240 W

Deine genaue Situation kennt hier keiner, aber wenn es für Dich keine andere Möglichkeit gibt als Dein Dach zu nutzen:

Machbar ist alles wenn man sämtliche Faktoren berücksichtigt die Festigkeit der Konstruktion, Statik und Sicherheit auf dem Dach und die Vorgaben die sich vielleicht durch angrenzende Nachbarn, Gemeinde usw. ergeben.

Ich fände es sehr mutig, extrem mutig, so etwas nur dank geistiger Kreativität und Phantasie ganz ohne tiefere Kenntnisse als Konstrukteur und Maschinenbauer oder ahnlichem durchzuziehen. Denn selbst diese müssen oft genug aus Fehlern lernen.

Eine 16 m lange Savoniuswalze auf einem Dachgiebel, dazu noch 1/2 m hoch, bleibt wahrscheinlich nicht unbemerkt! Da gäbe es im Voraus etwas abzuklären.

Der Teufel steckt immer im Detail, lass Dich - bei Bedarf - überraschen!
magnus
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 24.10.2022 - 11:13 Uhr  ·  #22
Habe mir das gerade mal überlegt, die Optik wäre wahrscheinlich nicht gerade die beste und mein Haus möchte ich mir auch nicht verschandeln.
Das wäre eher was für auf die Scheune, die ist zwar nicht so hoch, aber da wäre es erstmal egal.
Oder ich baue erstmal nur einen Prototyp mit 2 Metern Länge.

Ich war gerade mal mit meinem Windmesser am Dachfenster und habe 7-9m/s gemessen heute wäre eigentlich so ein typischer Tag für ein Windrad,
Bewölkt und Windig.

Wie gesagt die Statik und der Bau wäre eigentlich schon zu bewältigen, ich bin zwar Elektromeister, aber habe auch zuvor eine Ausbildung als Schlosser absolviert.
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 24.10.2022 - 20:02 Uhr  ·  #23
Alles bestens und die Idee, vorher einen 2 m langen Savonius zu bauen ist auch super. Wenn der auch flach liegend arbeiten soll und den Durchmesser vom 50 cm haben soll - meine Empfehlung dazu sind Leichtbaumaterialien, GFK auf Alurahmen genietet zum Beispiel oder in Formschale gebaut. Der Savonius horizontal gelagert hat so einige Tücken die vertikal nicht so heftig ins Gewicht fallen.

Das Auf und Ab während der Lastwechsel die regelrecht wie Schläge ausfallen können, bei größerem Gewicht eben sehr viel mehr "unwuchtig" werdend.

Du kennst das Schlagen eines schlecht ausgewuchteten Autoreifens, beim Savonius mit den 2 Halbschalen sind es dann 2 "unwuchtige Stellen". Einflüsse der Schwerkraft eben im horizontalen Betrieb.

Das ließe sich durch Halbierung des Durchmessers verbessern, mit dem Vorteil der dann etwa doppelt so hohen Drehzahl und dem Nachteil des geringeren Ertrages.

Jedenfalls erlauben größere Drehzahlen eine Auswahl von dazu passenden "von der Stange" Generatoren während langsame Drehzahlen die Wahl reduzieren.
FamZim
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 25.10.2022 - 14:19 Uhr  ·  #24
Hallo

Das schlagen über der Dachkante wird ja vom Komprimieren jeder Schaufel erzeugt, da die Luft gestaut wirt.
Die Luftströmung kann sich zwischendurch beim Zweiblatt gut erholen.
Ein Dreiblatt läuft sicher ruhiger.
Zudem ist der Abstand zum Dach auch massgeblich an den Stosswellen beteiligt, also nicht zu dicht machen ,den verbleibenden Spalt.

Gruß Aloys.
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 25.10.2022 - 16:22 Uhr  ·  #25
Bedenkt den geringen Cp von solchen Bauarten! Was soll dabei rüber kommen bei 2m x 0,5m?
Zudem nur aktiv, wenn Wind quer zum First.

Erhöhter Generatoraufwand auch, oder Getriebe, da TSR lediglich um 1. Wenn Riemengetriebe, friert es im Winer ein.
Lagerrumpeln wahrscheinlich. Daher Körperschallsperren nötig, an jeder Lagerstelle.
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 25.10.2022 - 19:16 Uhr  ·  #26
Das 2m lange Teil ist erstmal nur ein Modell zum Probieren keine fertige Baugröße soweit wie ich das verstanden habe, und ja, natürlich geschieht das Schlagen wesentlich durch den Staudruck der Strömung wärend sie bei den Lastwechseln abgelöst wird.

Dennoch wandern die Gewichtsproportionen der Schaufeln im horizontalen Drehkreis sehr deutlich relativ zum Lagerpunkt, das Schlagen ist jedenfalls um Potenzen deutlicher als im Betrieb als Vertikalläufer was dann zu bedeuten hat es kann nicht nur der veränderliche Strömungsdruck in den Schaufeln sein.

Aloys, ich habe mit solchen Aufbauten experimentiert, wovon ich da erzähle ist Praxis.
Che
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 25.10.2022 - 20:09 Uhr  ·  #27
Nennt man bisweilen aerodynamische Unwucht. In den Auswirkungen nicht beherrschbar?
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 26.10.2022 - 17:01 Uhr  ·  #28
Beherrschbar natürlich, Kräfte lassen sich meistens konstruktiv auffangen,das steht nicht in Frage. Das die Kräfte auftreten ist jedoch systembedingt unvermeidbar.

Man kann ja jeden Pups auffangen wenn man nur möchte...
FamZim
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 26.10.2022 - 20:21 Uhr  ·  #29
Hallo Carl

Du schreibst mir

Aloys, ich habe mit solchen Aufbauten experimentiert, wovon ich da erzähle ist Praxis.

War da auch ein Versuch direkt neben einer Wand dabei mit einem Zweiblattsavonius ?

Gruß Aloys.
Che
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 26.10.2022 - 21:13 Uhr  ·  #30
@ Carl: Ja wenn sie nicht aufgefangen werden erzeugen sie Bewegung, so lange bis sie auf ein Hindernis treffen. ;-)
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 27.10.2022 - 02:37 Uhr  ·  #31
Hallo Aloys,

Der Unterschied wäre ja dass ein Zweiflügler nahe an einer Wand beobachtet dies als Vertikalläufer machen müsste, hier ist aber die Rede vom Betrieb als Horizontalläufer.

so vertikal an einer Wand im Wind gab es bei mir bisher keinen bewußten Versuch, nur horizontal flach liegend in ähnlicher Situation von 3 Seiten umschlossen in einem rechteckigen Wasserkanal getaucht dessen Wände sehr nahe am Rotor abschließen.

Das Ergebnis - bei 1 m/sec Wasserströmung heftige Schlagbewegungen in 2 Zyklen, also dem 2 "Schaufler" dann entsprechend bei einer vollen Umdrehung.zweimal

Dann natürlich wegen der 1000 fach höheren Dichte des Mediums Wasser weit stärker strömungsbedingt und
nicht mehr so klar zuzuordnen wegen der Unwucht bei Gewichtsverlagerungen.

Zumal im Wasser die Gewichtsverhältnisse um das Gewicht kleiner werden welches der Savonius im Wasser verdrängt.

Auch bei großen Horizontalläufern (den Normalen) kennt man den Effekt der Gewichtsverlagerung mit ihren Wirkungen je nachdem ob die Flügel oben oder unten stehen oder ihr Gewicht seitlich ausgestreckt zum Tragen kommt.

Das versetzt die Flügel in Schwingungen durch den unterschiedlich einwirkenden Gewichts Zug seitlich abgespreizter Flügel relativ zu herunter hängenden oder oben durchlaufenden Flügeln.

Bei Kleinwindanlagen ist das ja zu vernachlässigen, kaum spürbar.

Dass das Schlagen im Luftstrom bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit bei horizontalem Betrieb des Savonius deutlich extremer zu spüren ist als wenn der Savonius vertikal steht differenziert das Verhalten klar genug und läßt sich nicht anders als durch die Wirkung der Gewichtsverlagerung beider Schaufeln unter Einfluss der Schwerkraft erklären.

Auch ein 3 Schaufler Savonius horizontal aufgehängt würde noch sehr heftig schlagen. weit stärker jedenfalls als in vertikalen Betrieb.
FamZim
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 27.10.2022 - 12:18 Uhr  ·  #32
Hallo Carl

Bei großen Anlagen sieht man schon einmal das die Seitlichen Blätter etwas herunterhängen.
Das wirt aber bei einem Savonius kaum der Fall sein, erstens kleine Abmessungen, daher sehr Formstabiel.
Ich denke das das Schlagen zu 95 % auf die Nähe zu einer Seitesperre zurück zu füren ist.
Es gibt da zb Flugzeuge mit Druckpropeller die einen heidenlärm machen durch Sogschübe hinter den Flächen, da hilft nur ein grösserer Abstand.
Diese laufen nicht einmal an einer Wand vorbei, sondern 90° zur dünnen Hinterkante, da ist richtig was loß.

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Welche 48V Windanlage für Hausdach

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Gepostet: 27.10.2022 - 15:52 Uhr  ·  #33
Bei geringem Durchmesser und Leichtbauschaufeln mag das auch in horizontale Achslage minimiert auftreten es ist immer vom Durchmesser, vom Gewicht der Schaufeln und natürlich der von der Strömung erzeugten Rotationsgeschwindigkeit abhängig.

Das auch ein kleiner Savonius mit 1 m Rotordurchmesser in gleicher Intensität der Luftströmung in horizontaler Lage noch stärker "schaukelt" als in vertikaler Achslage kann ich mir nicht alleine durch die Lastwechsel während der Strömungsstau hinten abläufterklären, sorry.

Unter Wasser im 1000 fach dichteren Strömungsmedium genügte bei mir schon ein Rotordurchmesser von 25 cm um solche Unterschiede zwischen vertikalem Laufverhalten und Horizontal festzustellen.. Das kann jeder der es selber nachvollziehen möchte auf unkomplizierte Weise mit einer in zwei Hälften zerschnittenen Konservendose in einem Fliessgewässer überprüfen.

Unregelmäßig verteilte Gewichtsverhältnisse relativ zum Drehkreis verursachen bei horizontaler Achslage auch dann eine gestörte Laufruhe wenn wie z.B. beim Savonius die Halbschalen genau zueinander austariert sind. Vertikal, gut austariert die Schaufeln ist das nicht der Fall, Fliehkraft und Gravitation stehen dann nicht in variablen Gegenwirkungen zueinander.
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