Stahlmast für horizontalen Windgenerator

für skystream 7.1 mit Rotordurchmessr 3,72 m
 
namffoh
 
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Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 28.09.2025 - 14:39 Uhr  ·  #1
[b][/b]7m Stahlmast für SKYSTREAM 7.1, 2mal 3-seitig abgespannt.
Welche Masse sollte der Mast haben: Durchmesser + Materialdicke
Mit freundlichen Grüßen
Carl
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 06:13 Uhr  ·  #2
Normalerweise - wenn man es ganz professionell machen möchte - wird die Statik nach zu erwartenden Belastungen berechnet.

Dabei spielt natürlich auch eine Rolle was für Material man nimmt, bei Stahl z.B. welche Sorte. Durchmesser und Wanddicke alleine genügt da nicht.

Eisen kann unterschiedliche Eigenschaften haben, so wie es zwischen Federstahl, Baustahl oder Weicheisen viele Unterschiede geben kann wobei dann mit Durchmesser und Wanddicke gespielt werden kann um Belastungen aufzufangen.

Es ist also gar nicht so einfach. Im Schiffsbau sind die Anforderungen nach Lloyd besonders hoch, 7 - fache Belastungssicherheit ist gefordert für das was wahrscheinlich auftreten könnte.

Wenn Du aus dem Bauch heraus nach Gefühl arbeiten möchtest bist Du auch bei Windrädern am besten beraten etwas überdimensioniert zu bauen.

Auch bei der Abspannung gibt es zu beachten wo und wie abgespannt wird, also bei zweifacher Abspannung z.B. in welcher Höhe und mit welchen Abständen. Die Abspannung kann danach auch einem Mast Stabilität geben der ohne Abspannung über seine Länge durchbiegen könnte, nur als Beispiel.

Du siehst, es wäre wohl am einfachsten, einen bewährten Mast für Windräder von einem verlässlichen Anbieter am Markt zu kaufen, und sonst müsstest Du ein Ingenieursbüro beauftragen oder irgendeinen ausrangierten Mast vom Straßenbau oder sonstwo ergattern und beten das alles hält.
Erdorf
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 09:47 Uhr  ·  #3
Hallo,

Ich habe mal einen sehr dünnen Mast mit Abspannungen für die Black 300 selbst berechnet und gebaut.

https://black300forum.mahnecke…&thread=10

Dünner geht kaum, würde ich meinen, vielleicht hilft dir das ja.

Grüsse
Carl
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 11:19 Uhr  ·  #4
Ojojojoja! Da sieht man genau das was mit Stabilisierung durch Abspannungstechnik gemeint ist! Ganz so ähnlich wie bei Segelbooten.

Gratuliere Frank! Man ist da ja auch nicht auf Stahl begrenzt, die richtige Wahl bei Alu z.B. erweitert die Möglichkeiten. Natürlich ist auch der Punkt oben wo das Windrad montiert wird eine sensible Stelle bei der an Versteifungen für die Gondelaufnahme nicht gespart werden darf.

So dünn und Leicht wie möglich, da muss man dann an den sensiblen Stellen wie Gondelaufnahme, Verspannungsösen und Mastfuß etwas spendabler sein. :-)

z.B. geht das mit Rohrhülsen bzw. Rohrabschnitten die in oder auf das Mastrohr gesteckt an entsprechender Stelle das Mastrohr verstärken.
Che
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 14:00 Uhr  ·  #5
Stahl ist elastisch 3x so steif wie Alu. Zudem entgegen Alu bei dynamischer Belastung dauerfest, wenn richtig dimensioniert.
Zudem Billiger.

Zitat
7m Stahlmast für SKYSTREAM 7.1, 2mal 3-seitig abgespannt.
Bei lediglich 7m spannt man höchstens 1x ab, dreiseitig. Auch ohne Abspannung ist denkbar.

Skystream 7.1 ist im Netz nicht zu finden. Meintest Du 3.7?

Wenn Du eine gebraucht bekommen hast, so bedenke bitte, dass die vor etwa 15 Jahren extrem laut geworden ist, da man den Generator verschlimmbessert hat. Hörprobe hier: https://www.youtube.com/watch?v=oHH86TV4YUo

Überprüf das erst mal an einem kurzen Versuchsmast! Einspeise-WR muss am Netz sein.

Zu letzterem:
2018 ist die relevante VDE 4105 verschärft worden.
Wenn Du Netzeinspeisung anstrebst ist zu erwarten, dass die Zertifikate von vor vielen Jahren den Anforderungen nicht mehr genügen. (Beim Netzanbieter abklären!)
Verbliebe nur Verwendung als Lademaschine für einen größeren Akku, und von dem dann ins Hausnetz, auf Nulleinspeisung ausgeregelt.
Dann wäre aber ein Laderegler für das Windrad nötig, der zu ihm passt.

Kläre das beides erst mal, bevor Du weitere Aufwändungen tätigst!

Wenn beides zur Zufriedenheit, dann melde Dich nochmal! Dann sollte ich in der Lage sein einen auch unabgespannten Mast zu berechnen.
Was immer nötig ist: Ab welcher Windgeschw. wird abgeregelt?
Das kann bei so einem Leeläufer ja nur durch Drehzahldeckelung/Überlastung des Rotors zum Zwecke des Strömungsabrisses geschehen.
Erdorf
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 15:28 Uhr  ·  #6
Für die Statik und Festigkeit ist Durchmesser wesentlich wichtiger als Materialstärke.
Wer mit Abspannungen arbeitet, muss mit berücksichtigen den Mast ohne bestimmte Abspannungen aufstellen zu können.
Ich hätte den Mast ohne die Verstarkung nicht hoch ziehen können.

Hoch ziehen tut man den Mast dann am besten im Massenmittelpunkt des Mastes.
Tiefer geht auch dann biegt der Mast sich mehr, höher geht auch dann biegt er sich mehr und S-förmig.

Viel Spass damit und ja, wenn Che das schon anbietet würde ich das nutzen.

Wenn unmittelbar Menschen bedroht wären, wie beim Segelboot, nimmt man Faktor 10 als Sicherheit, zumindest damals.
Alu geht natürlich auch ist jedoch in der Regel teurer, grösser und schwieriger zu verarbeiten.
Es gibt manchmal günstig gebrauchte Traversen z.B. aus der Veranstaltungstechnik zu kaufen.
Die sind Statisch super, weil die Traversenkonstruktion möglichst viel Material nach aussen bringt,
Wo es statisch am effizientesten ist.
Che
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 18:02 Uhr  ·  #7
Zitat
Es gibt manchmal günstig gebrauchte Traversen z.B. aus der Veranstaltungstechnik zu kaufen.
Die sind Statisch super, weil die Traversenkonstruktion möglichst viel Material nach aussen bringt,
Wo es statisch am effizientesten ist.
Yes.

Aufrichten kann man mit Jütbaum, s. Anhang. Es ist zu sehen, wo das Seil angeschlagen ist. (Geht auch mit Traversen).

Aber erst mal klären, ob Einspeisung am Netz noch möglich ist und das mit den Generatorgeräuschen!
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Erdorf
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 20:33 Uhr  ·  #8
Ja,

eine andere Konstruktion mit Vorteilen bei häufigerem rauf und runter Stellen, ist eine Drehlager Konstruktion in der Mitte des Mastes. Wenn der Drehlager Punkt geschickt gewählt wird dann braucht man kaum noch Kraft zum aufstellen.
Nachteil, hier müsste man das Drehlager schon recht hoch auf ca. 4 Meter positionieren.
Der Drehlager Punkt kann auch tiefer gewählt werden, dann werden die Kräfte höher,
jedoch immer geringer als die klassische Konstruktion wo immer der ganze Mast gezogen wird,
weil a) weniger Masse gezogen wird und b) diese Masse auf der anderen Seite als Gewichtskraft mitwirkt
und c) der Kraftwinkel besser ist.

Ich habe chatGPT gebeten das mal eben zu zeichnen, seht selbst:
 


Diese Konstruktion stößt natürlich am Boden an.
chatGPT hat meine Kritik zwar verstanden, es aber nach dreimaligem Hinweis nicht besser hin bekommen.

Grüße
Che
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 29.09.2025 - 21:56 Uhr  ·  #9
KI ist nicht besser als der Mensch, sofern letzterer vom Fach. Wie mangelhaft konnte man sehen.
Der Mastteil direkt zum Boden ist bezüglich Stabilität unter dem vom eigentlichen Mast.

Nachteil dieses ganzen Systems: Im unteren Teil baut man den Mast quasi doppelt. Sogar mehr als das, da so ne Halbschale in der der richtige Mast eintaucht längst nicht so stabil ist wie ein geschlossenes Profil.

Und mit dem kaum noch Kraft zum Aufstellen/fast Gleichgewicht, vergiss es!
Das Schwerste ist immer noch die WEA selbst.

Die eigentliche Kraftquelle bei der Technik mit Jütbaum ist eine Seilwinde.

Richtig elegant geht es mit hydraulischer Hubtechnik. Im Anhang Beispiel Britewind, allerdings hier wohl 15 kW Anlage.

Das Angenehme:
Wenn der Mast und Fundament in der Waagerechten halten (freischwebend), dann vermutlich auch in senkrechter Stellung.
Denn die Kippkräfte werden beim Aufrichten immer geringer,
und der Gondeldruck durch den Wind sollte nicht höher als das Gewicht der WEA sein. So jedenfalls lässt sich das mit Abregelmaßnahmen abstimmen.

Aber noch einmal:
Ich habe keine Lust tätig zu werden, wenn der Beitragsgründer sich nicht in der Weise äußert, dass das einen Sinn haben wird.
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Carl
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 30.09.2025 - 09:00 Uhr  ·  #10
KI hat Probleme mit kreativen Abläufen weil da zuvor Unbekanntes mit Bekanntem abgeglichen und auf Funktionsfähigkeit bewertet nicht hinhaut.

Zum mindesten beim Google KI wo ich online nach Foren oder Youtube- Beispielen suchte bei denen Edelstahltanks von Hauswasseranlagen. (50 l bei eBay rund 50 Euro) kostengünstig zu einer Hausdestillieranlage (aktuell benötigt für Slibowitz mit der dieses Jahr üppigen Pflaumenernte geplant) umfunktioniert werden.


Oben auf der Suchseite kommt bei Google an erster Stelle meist schon eine KI Antwort, zum besagten Suchtitel gleich mit der Antwort das Hauswasseranlagen zum Destillieren nicht geeignet sind weil sie für einen anderen Zweck konstruiert wurden.

Soviel zu KI, denken scheint da nicht so wie beim Mensch zu funktionieren
Che
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Re: Stahlmast für horizontalen Windgenerator

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Gepostet: 04.10.2025 - 17:45 Uhr  ·  #11
Wenn ein Mast ohne Abspannung mit Jütbaum hochgezogen wird wie im Bild vom Artikel #7, dann muss man überlegen,
was man für ein Seil nimmt und wo man es anschließend lässt.
1. Wenn Stahlseil, dann könnte man es spiralig um den Mast wickeln.
Nur könnte es am Mast reiben und bei der nächsten Mastlegeaktion unbrauchbar sein.

2. An der obersten Flanschverschraubung eine Ringmutter vor sehen und "Bergsteigerseil" durch führen. Bis unten hin doppelt, so dass man es nach dem Aufrichten entfernen kann. Zuvor aber sollte ein dünnes Plastikseil angekoppelt worden sein, so, dass man das am Ende auch doppelt eingeschoren hat. Das muss ja nur beim nächsten Mal das eigentliche Legeseil hochziehen. Da Plastik, zu empfindlich gegen UV-Strahlung sollte es auch nicht sein.

Diese Überlegungen kann man umgehen, wenn von vornherein 3-Seitenabspannung mit Stahlseilen vorgesehen wurde.
Dann wird das Zugseil eines dieser Abspannseile sein.
Hat auch den Vorteil, dass das Fundament unter dem Mastfuß weniger wuchtig ausfallen muss.
Allerdings kommen noch 3 kleinere hinzu für die Abspannungen. Es sei denn man kann schraubbare Erdanker mit ausreichender Haltekraft verwenden.

Besser noch als mit Seilwinde, welche möglicherweise ein weiteres Fundament braucht, mag die Aufstellung mit einem Traktor gehen.
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