230V onGrid Kleinwindanlage innerstädtisch bis 10m

Und ganz vergessen hier noch mein Jahreswind dazu. In kmh! Auf der Achse.

Hier mal meine neue Kurve für den SUN1000 für mein Ista Breeze i2000 mit 5 Blättern und 6° steilerem Anstellwinkel. Berechnet mit Chat GPT und mal sehen, was Che dazu sagt. Hier erstmal das ChatGPT Protokoll:

User:
Hallo, ich habe eine V/I Kennlinie für mein 3 blättriges Kleinwindrad aus einem Windkanaltest. Nun habe ich mit der selben Flügelform auf 5 blättrig umgebaut und den Anstellwinkel 6° steiler gestellt. Was denkst du, um wieviel % sollte ich die Kennlinie vom 3 blättrigen anheben? Wäre die Anhebung z.B. +30% linear oder anders verteilt?

Assistant:
Hallo! Spannendes Projekt – beim Übergang von einem 3- zu einem 5-blättrigen Kleinwindrad mit zusätzlich 6° steilerem Anstellwinkel lässt sich der Einfluss grundsätzlich abschätzen, aber die exakte Prozentzahl hängt von vielen Faktoren ab. Ich kann dir jedoch eine fundierte Abschätzung und Argumentation geben:

Was verändert sich durch die Modifikation?
1. Mehr Rotorblätter (von 3 auf 5):
- Effekt: Erhöht die Rotorfläche (Festigkeits- und Widerstandseffekt) und Reduziert die Blattbelastung pro Blatt.
- Aerodynamisch: Führt tendenziell zu mehr Drehmoment bei niedriger Drehzahl, aber auch mehr Staudruck/Widerstand, was bei hoher Drehzahl den Wirkungsgrad wieder senken kann.
- Faustregel: Erhöhung der Blattanzahl führt bei gleichem TSR (Tip Speed Ratio) zu einer höheren Leistung bei niedrigen Windgeschwindigkeiten, aber evtl. weniger effizient im Hochdrehzahlbereich.

2. Steilerer Anstellwinkel (+6°):
- Effekt: Erhöht den Auftriebsbeiwert (Cl) → mehr Kraft pro Blattfläche.

- Risiko: Überschreiten des optimalen Bereichs → mehr Strömungsabriss bei höherem TSR → nicht-linearer Leistungszuwachs.

Abschätzung des Leistungszuwachses
In einem typischen Fall mit einem gut entworfenen Profil:

- Ein Wechsel von 3 auf 5 Blätter kann je nach TSR zu einer Leistungssteigerung von 10–20% führen, besonders im Bereich niedriger Windgeschwindigkeiten oder bei niedriger TSR (also „langsamer“ drehenden Rotoren).
- Der zusätzliche Anstellwinkel von +6° kann – im optimalen Bereich – weitere 10–20% mehr Auftrieb erzeugen, allerdings nicht linear über die ganze Kennlinie verteilt, weil Strömungsabriss einsetzen kann.

Grobe Schätzung Gesamtzuwachs (%):
Im unteren Windbereich (z.B. 3–5 m/s):
- +25 bis +35 % Leistungssteigerung realistisch, weil:
- Mehr Drehmoment durch 5 Blätter
- Steilerer Anstellwinkel effizienter bei niedriger Reynolds-Zahl
- Weniger abrupte Strömungsabrisse

Im oberen Windbereich (z.B. 7–10+ m/s):
- +10 bis max. +20 %, evtl. sogar nur +5 %
- Möglicher Strömungsabriss bei zu hohem Anstellwinkel
- Mehr Blätter = höherer Blattwiderstand → sinkende Effizienz
- TSR könnte sich verschieben → schlechterer Betriebspunkt

Verteilung über die V/I-Kennlinie
- Nicht linear.
- Im unteren Bereich klarer Leistungszuwachs, im oberen Bereich evtl. sogar abflachende oder stagnierende Verbesserung.
- Ein modifiziertes V/I-Kennlinienmodell sollte daher so angepasst werden, dass:
- Bei niedrigen Windgeschwindigkeiten (und niedriger Spannung/Strom): +30–35 %
- Bei mittleren Windgeschwindigkeiten: +20 %
- Bei hohen Windgeschwindigkeiten: +10 % oder weniger

Vorschlag zur Umsetzung:
Falls du deine V/I-Kennlinie als Tabelle oder Funktion hast, könntest du sie punktweise mit einem gewichteten Faktor f(Windgeschwindigkeit) multiplizieren.

User:
Hier die optimalen Werte aus dem Windkanal für mein Windrad mit 3 Blättern:
23V-0,9A 26V-1,7A 30V-3A 34V-5A 38V-7,1A 42V-9,5A 46V-12,2A 50V-16,4A 52V-shortcut. 52V hat das Windrad bei 12m/s. 23V bei ca. 3m/s.

Assistant:
Danke, das ist eine hilfreiche Kennlinie! Ich fasse sie kurz in einer Tabelle zusammen, dann berechne ich eine geschätzte neue V/I-Kennlinie für dein 5-Blatt-Windrad mit +6° Anstellwinkel...

Wind [m/s] Spannung [V] Strom [A] Leistung alt [W] Leistung neu [W] (geschätzt)
3,0 23 0,9 20,7 28 W (+35 %)
4,0 26 1,7 44,2 57,5 W (+30 %)
5,0 30 3,0 90,0 117 W (+30 %)
6,0 34 5,0 170,0 212,5 W (+25 %)
7,0 38 7,1 269,8 323 W (+20 %)
8,0 42 9,5 399,0 459 W (+15 %)
9,5 46 12,2 561,2 645 W (+15 %)
12,0 50 16,4 820,0 902 W (+10 %)

Naja und als Anhang hier das Bild meiner Excel Datei, was ich daraus gemacht habe:

Hallo

Einen 2,2 m D Rotor in einem Windkanal mit 2,2 mal 3,2 m zu messen halte Ich für sehr fragwürdig da das Ausweichen der Luft aussen um den Rotor herum sehr beschränkt ist, was aber normalerweise schon die Durchströmgeschwindigkeit sehr reduziert.
Um das zu verbessern sollte der Querschnitt eher bei dem 5 fachen des Rotorkreises sein um realistische Ergebniße zu bekommen.

Gruß Aloys.