Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

Hallo radixdelta,

ich möchte das durchströmte Profil keineswegs schlechtmachen. Der gemessene schlechte Wirkungsgrad an meinem Einflügler ist aber korrekt.

Ich beschäftige mich beruflich schon sehr lange mit der Antriebs- und Messtechnik.
Ich betreue auch beruflich die Leistungsmessungen an Wasserturbinen, bei denen bis auf das dichtere Medium kaum Unterschiede zu den Windturbinen bestehen.
Für die Momentenmessung wird da ein mechanischer Drehmomentensensor verwendet. Der kleinste Sensor hat einen Messbereich von 20 Nm mit 16 mm Wellendurchmesser und ist für ein kleines Windrad leider etwas zu unhandlich.

Sehr häufig sind unsere Kunden auch über die Messergebnisse sehr enttäuscht, weil die Erwartungen viel zu hoch waren.

Ich denke auch, dass mein Messprinzip ausreichend genau ist und warte gespannt auf Eure ersten Messergebnisse.

Gruß Uli

Hallo Uli,

ich hoffe du meinst mich.
Was soll ich sagen nachdem deine leistungstests der durchströmenden flügel nicht gerade begeisterungsfähig war hatte ich das H-Rotor projekt erst mal auf eis gelegt und mich mit dem rohrflügler intensiver beschäftigt. Geplant war für den H-Rotor einen generator, nach dieser machart, aus diesem thema zu bauen.
Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=1…php?t=1884
Würde sagen ist auch schon zu 50% fertig. Bilder werde ich im anderen thread bald folgen lassen.

Nachdem es hier ja wieder richtig gut zur sache ging habe ich mich auch anstecken lassen und den H-Rotor von seinem tristen montagestand wenigstens auf unser garagendach gesetzt. Muss aber gleich sagen das dieser platz nicht gerade als gut zu bezeichnen ist, eigentlich sehr schlecht da zwischen häusern und von keiner freien windanströmung.
Leider habe ich für meine windräder keine guten aufstellplätze zum testen ausser draußen im feld.

Auch wurde am samstag ein kleiner servomotor mit einer übersetzung von 1:7 und einen fahradtacho zur drehzahlmessung montiert. Leider ist es, wie es immer so ist, seid dem bei uns völlig windstill.
Jetzt harre ich der dinge die da hoffentlich folgen. Werde versuchen morgen oder übermorgen mal ein paar bilder einzustellen, es ist ja leider abends rasch schnell dunkel.

Somit konnte ich leider noch keine erfahrungswerte bezüglich der leistungsfähigkeit des H-Rotor machen.

Gruß
Stefan

Hallo zusammen,
hallo Uli,

hier mal ein paar fotos die ich heute nachmittag schnell gemacht habe.


hier sieht man den vorrübergehenden rundriemenantrieb mit der 1:7 übersetzung und dem kleinen servomotor etwas genauer.
Der regenschutz ist nur provisorisch.
Denke mir, das an diesem standort leider keine genauen aussagekräftigen messungen möglich sind.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

dein Windrad sieht wirklich wie ein Industrieprodukt aus. Es hat schon Vorteile, wenn man bei diesem Hobby im „richtigen“ Betrieb arbeitet.
Auch ich habe in dieser Beziehung Glück, weil ich in einer Schiffbau-Versuchsanstalt tätig bin, in der es eine Tischlerei, Propeller-Werkstatt und Schlosserei mit CNC-Fräse gibt.
Bei uns wird als Material fast nur Messing und Nirostahl verwendet. Meine Rotornabe für meinen Rohrflügler, den ich zur Zeit baue, habe ich mir z.B. aus Messing fräsen lassen.

Eine aussagekräftige Messung mit deinen Mitteln wird sicher nicht einfach sein, aber du kannst die Ergebnisse sicher mit deinem Rohrflügler vergleichen und eine Wirkungsgradabschätzung durchführen.

Ich habe alle Messungen mit dem selben DC-Motor als Generator mit einem Universaladapter für die verschiedenen Flügel direkt auf der Motorwelle durchgeführt.

Hier meine Ergebnisse bei gleicher Anströmung von ca. 3...4 m/s:

Rohrflügler (70 cm Durchmesser) 1,9W
„Kinderwindrad“ aus Folie (70 cm Durchmesser) 1,5 W
H-Rotor ( 50 cm x50 cm, 3 Flügel, NACA0018) 0,7 W
H-Rotor ( 50 cm x 50 cm, 1 Flügel, durchströmt) 0,14 W

Erstaunlicherweise hat das „Kinderwindrad“ unter Berücksichtigung der ca. doppelten Fläche in etwa den Wirkungsgrad des H-Rotors mit 3 Flügeln.

Gruß Uli

Richtig, ca. die doppelte Fläche stimmt nicht. Genau ist es die 1,54-fache.

Wie ist schmaler als hoch zu verstehen?
Die Höhe zum Durchmesser ist bei meinem Rotor nicht optimal. Üblich ist die Blatthöhe von ca.2x Durchmesser. Das hat aber keinen Einfluß auf die Leistung sondern nur auf die Drehzahl.
Ich habe aus Faulheit für die Versuche relativ kurze Blätter genommen.

Das ihr es immer so mit der Drehzahl habt. Ein schmalerer Rotor dreht zwar schneller, erzeugt aber auch weniger Drehmoment.

Der durchströmte Rotor von Carl von Canstein sieht nicht gerade schmal aus.

Ich stimme Arcorbär zu.
Lebt ein Auftriebsläufer nicht eher von einer hohen Schnelllaufzahl anstatt hoher Drehzahl ?
Ich meine wie schnell ein Rotor pro Minute rotiert, sagt ja erstmal nichts über seine Schnelllaufzahl aus.
Dazu müsste man Rotorumfang, Rotordrehzahl und Windgeschwindigkeit ins Verhältnis setzen. (Schnelllaufzahl =Verhältnis von Geschwindigkeit der Rotoraussenkante zur Windgeschwindigkeit).

Wenn ein Rotor mit beispielsweise 2m Rotordurchmesser bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit 120mal in der Minute dreht, dann ergibt das dieselbe Umfangsgeschwindigkeit wie ein Rotor mit nur 1m Durchmesser der unter den gleichen Bedingungen 240mal rotiert.
Beide hätten dann die gleiche Schnelllaufzahl und sollten daher auch den gleichen Auftriebseffekt nutzen können.
Insofern sollte der Durchmesser für das erreichen einer guten Schnellaufzahl eigentlich relativ egal sein. Ich glaube das ist mehr von der grundsätzlichen Rotorblattkonstruktion anhängig.
Die riesigen kommerziellen vertikal Windräder haben doch auch eine erstaunliche Schnelllaufzahl von ca. 7 bei einem extremen Rotordurchmesser.
Korrigiert mich wenn ich da falsch liege.

Hallo Uli
Das von Dir gebaute Kinderwindrad finde ich interessant.
Immerhin ist diese "Rotorblattkonstruktion" ja auch sehr einfach zu realisieren bzw. nachzubauen mit erstaunlichen Ergebnis.
Ich könnte mir vorstellen, das dieses Windrad auch gute Schwachwindeigenschaften hat ?
Bei dem Kinderwindrad, wie muss da der Wind für ein optimales Ergebnis einströmen ?
Ich habe so das Gefühl das er so leicht schräg in die Blätter hinein pusten muss ?

Hallo XXLRay,

die Schnelllaufzahl des H-Rotors ist unabhängig vöm Durchmesser, sondern nur von der Blattzahl, der Blatttiefe und evtl. noch von der Profildicke.
Die Wahl eines schlanken Rotors und der damit höheren Drehzahl erfolgt nach meiner Meinung nur zur besseren Generatoranpassung und zum Erreichen eines runderen Rotorlaufes.
Der Nachteil des H-Rotors ist sein stark schwankendes Drehmoment während des Umlaufes. Die dabei auftretenden Schwingungen haben schon so manche Anlage zerlegt.

Hallo Bernd,

die Anströmung erfolgte bei der Leistungsmessung an meinem "Kinderwindrad" senkrecht zur Propellerebene.
Der Anlauf erfolgte schon bei 1..1,5 m/s.
Die Konstruktion und der Bau ist sehr einfach. Die einzige Schwierigkeit ist die Auswahl des geeigneten Materials. Optisch sehr reizvoll wäre durchsichtiges Material.

Gruß Uli

Hallo Bernd,

ich habe damals eine gelbe Folie mit 0,5 mm Stärke von einer Rolle genommen, die bei mir rumlag.. Diese war etwas labil. Bei der Anströmung von 3...4 m/s haben sich schon die Flügelspitzen relativ stark verbogen.
Geplant ist bei mir noch der Bau eines Flügels aus Verglasungsfolie aus dem Baumarkt, die es in verschiedenen Dicken und als Platten gibt.

Gruß Uli

Ja du hast vollkommen Recht und das gilt natürlich auch für alle anderen Rotoren. Da hab ich mich argumentativ irgendwie verrannt.