noch mal: Faltflügelwindrad

 
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noch mal: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 12.07.2006 - 08:19 Uhr  ·  #1
Liebe Windradfans,
vielen Dank für Eure Mitteilungen. Es handelt sich aber bei dem Faltflügel-Windrad weder um einen Widerstands-Läufer, noch hat es Ähnlichkeiten mit einem Darrieus-Rotor. Ich bringe jetzt mal ein Bild:[img][/img][/url]

Ich weiß nicht, ob das mit dem Bild klappt. Wenn nicht: www.xn--ko-trimaran-qfb.de > Anhang > andere Windräder.

Vielen Dank im Voraus! Jörg Sommer
Oli
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Re: noch mal: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 12.07.2006 - 09:40 Uhr  ·  #2
Hallo Jörg,

das auf dem Bild abgebildete Windrad ist meiner Meinung nach trotzdem ein Widerstandsläufer, ähnlich einem Schalenkreuzanemometer.



Es hat zwar durch die strömungsgünstige Form auf der Gegenwindseite einen etwas höheren Wirkungsgrad als das Anemometer, aber letztendlich bleibt es doch ein Widerstandsläufer, dessen maximale Schnellaufzahl (Verhältnis Blattspitzengeschwindigkeit zu Windgeschwindigkeit) um die 1 liegen wird.

Oli
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Re: noch mal: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 12.07.2006 - 10:13 Uhr  ·  #3
hallo!!

ich finde diese Art von WIndrädern auch sehr interessant , und da habe ich doch letztens bei http://www.thebackshed.com/ genau diesen Typ von Windrad gesehen!! er hat auch ein video da eingestellt, sieht echt super aus das teil, nur kann ich es nicht mehr finden!! 😢

also suchen ist angesagt!


MFG DOST1987


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Faltflügel-Windrad

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Gepostet: 12.07.2006 - 16:52 Uhr  ·  #4
Hallo Dost1987 und Oli,
vielen Dank für Eure Antworten. Oli, wie hat Du es geschafft, mein Bild in's Forum zu bekommen? Oder anders gefragt: Was habe ich falsch gemacht?

Also: Ich meine, es handelt sich doch um eine Art von Auftriebsläufer, auch wenn die Flügelspitze nicht schneller laufen kann als der Wind, denn: In dem 1. Quadranten rechts vom Wind (von oben betrachtet, also 0° - fast 90°) steht das Blatt schräg zum Wind und lenkt ihn um in Richtung Nabe. Um die 90° herum ist es für kurze Zeit ein Widerstandsläufer. Im 2. Quadranten (91° - fast 180°) wird der Wind von der Nabe weg umgelenkt. Also: in den meisten Flügelpositionen ein Auftriebsläufer, allerdings mit wechselndem Anstellwinkel. Oder vielleicht können wir uns einigen auf: Zwischending von Auftriebs- und Widerstandsläufer?
Dost1987, ich habe den mitgeteilten Link besucht und konnte leider auch nichts finden, was dem Faltflügel-Windrad ähnlich ist. Falls Sie später noch mal drauf stoßen sollten, denken Sie bitte an mich!
Mit freundlichem Gruß, Jörg Sommer
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Re: noch mal: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 12.07.2006 - 20:25 Uhr  ·  #5
Oli
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Re: Faltflügel-Windrad

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Gepostet: 13.07.2006 - 06:53 Uhr  ·  #6
Zitat geschrieben von joerg_sommer
... wie hat Du es geschafft, mein Bild in's Forum zu bekommen? Oder anders gefragt: Was habe ich falsch gemacht?


Hallo Jörg,

bei Deinem Posting hast Du die htm-Seite in das img-Tag eingebunden, hättest aber nur den Pfad des Bildes nehmen müssen. (diesen:http://www.xn--ko-trimaran-qfb.de/bilder/faltfluegel.jpg)

Zitat geschrieben von joerg_sommer
...
Also: Ich meine, es handelt sich doch um eine Art von Auftriebsläufer, auch wenn die Flügelspitze nicht schneller laufen kann als der Wind, denn: In dem 1. Quadranten rechts vom Wind (von oben betrachtet, also 0° - fast 90°) steht das Blatt schräg zum Wind und lenkt ihn um in Richtung Nabe. Um die 90° herum ist es für kurze Zeit ein Widerstandsläufer. Im 2. Quadranten (91° - fast 180°) wird der Wind von der Nabe weg umgelenkt. Also: in den meisten Flügelpositionen ein Auftriebsläufer, allerdings mit wechselndem Anstellwinkel. Oder vielleicht können wir uns einigen auf: Zwischending von Auftriebs- und Widerstandsläufer?


Ihre Darstellung ist schon richtig, jedoch bin ich der Meinung, daß das Ganze hauptsächlich vom Widerstand der "Klappen" im Bereich von 0° bis 180° (ich gehe davon aus, das bei Ihnen 0° vorn senkrecht zum Wind bedeutet) bewegt wird. Sicher gibt es durch Querströmungen gewisse aerodynamische Auftriebskräfte, diese sind aber durch den meist sehr hohen Anstellwinkel (0° bis 180°) alles andere als optimal.

Außerdem geht Leistung verloren für das Anheben bzw. Senken der "Klappen". Ich denke, für Ihren Trimaran ist das Faltflügelwindrad in diesem Sinne zwecks geringer Effektivität eher ungeeignet.

Gruß,

Oli
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Gepostet: 13.07.2006 - 08:34 Uhr  ·  #7
Hallo zusammen!
vielen Dank für den Link auf die SideWinder Wind Turbine! Das ist wirklich ein tolles Video! Die eindrucksvolle Erscheinung darf uns allerdings nicht darüber hinwegtäuschen, dass der Wirkungsgrad vermutlich nicht entfernt an den des üblichen Auftriebs-Horizontalachsers heranreicht. Ich habe nie was anderes behauptet.
Der SideWinder/das Faltflügel-Windrad ist trotzdem für spezielle Zwecke geeignet. Für meinen Öko-Trimaran hatte ich ja zuerst den üblichen Schnellläufer vorgesehen. Die Schiffbauer haben dann aber immer wieder Bedenken geäußert, dass der Winddruck darauf zu hoch sei und dass - verstärkt durch die Hebelwirkung des Mastes - bei Seitenwind eine starke Krängung zu befürchten ist bis hin zum Kentern. Außerdem wird mir mein schönes Design durch einen großen Propeller verhunzt.
Beide Nachteile würden durch das Faltflügel-Windrad vermieden. Den Nachteil des geringeren Wirkungsgrades könnte ich dadurch ausgleichen, dass ich den Rotor-Durchmesser wesentlich vergrößern würde. Weil die Leistung eines Windrades mit dem Quadrat des Durchmessers ansteigt, hätte ich dann schließlich doch mindestens die gleiche Ausbeute wie mit einem Auftriebs-Horizontalachser mit notgedrunge viel kleineren Rotor-Durchmesser. Was haltet Ihr davon?
Mit freundlichem Gruß, Jörg Sommer
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 13.07.2006 - 09:04 Uhr  ·  #8
Hallo Jörg,

prinzipiell finde ich Deine Idee sehr gut, so etwas zu untersuchen. Ich möchte nicht ständig Kritik anbringen, ich hoffe, dass Du meine Ausführungen als Denkanstöße siehst. Vielleicht kommen wir ja alle gemeinsam zu einer guten Lösung.

Zitat geschrieben von joerg_sommer

.... Den Nachteil des geringeren Wirkungsgrades könnte ich dadurch ausgleichen, dass ich den Rotor-Durchmesser wesentlich vergrößern würde. Weil die Leistung eines Windrades mit dem Quadrat des Durchmessers ansteigt, hätte ich dann schließlich doch mindestens die gleiche Ausbeute wie mit einem Auftriebs-Horizontalachser mit notgedrunge viel kleineren Rotor-Durchmesser. Was haltet Ihr davon?


Realistisch betrachtet, bringt das wohl nicht allzu viel. Bei einem konvetionellen Windrad steigt die Leistung quadratisch mit dem Radius, bei dem Faltflügelrad nicht, da die Windangriffsfläche hier Radius x Klappenhöhe ist. Die Klappenhöhe ist vorraussichtlich baulich begrenzt.

Ich habe mal ein kleines Beispiel/Vergleich durchgerechnet:
Faltflügelrad:
Radius: 10m
Klappenhöhe: 2m
Windgeschwindigkeit 10 m/s

Damit ergibt sich für die wirksame Fläche (halber Umlauf) eine Fläche von Radius x Klappenhöhe von 20 m². Das heißt, dass im Wind ca. 12 kW Leistung enthalten sind (P=rho/2 x v³ x Fläche).
Geht man von einem sehr optimistischen Wirkungsgrad von 10 % aus, bleiben lediglich 1,2 kW Leistung übrig.

Macht man diese Berechnung für ein konvetionelles Winrad mit horizontaler Achse, erhält man bei gleichen Randbedingungen aber halbem Rotordurchmesser etwa 10 mal mehr Leistung (Annahmen: Radius 5 m, Wirkungsgrad 30%).

Mal so als Denkanstoß.

Gruß, Oli
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Gepostet: 13.07.2006 - 10:14 Uhr  ·  #9
Vielen Dank für Deine Berechnungen, Oli. Das Ergebnis ist ja niederschmetternd. Was mache ich jetzt? Bisher war ich immer davon ausgegangen, dass der Wind die Haupt-Energiequelle für mein Schiff ist.
Mit freundlichem Gruß, Jörg Sommer
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Gepostet: 17.07.2006 - 07:14 Uhr  ·  #10
Hallo Oli,
meinen Glauben an das Faltflügelwindrad hast Du durch Deine Berechnungen schwer erschüttert. Am 13. 7. hast Du u.a. geschrieben: "Vielleicht kommen wir ja alle gemeinsam zu einer guten Lösung".
Hast Du noch 'ne Idee, wie es jetzt weitergehen könnte? Ich bin ziemlich ratlos. Die einzige Hoffnung, die mir noch geblieben ist: Ist der Winddruck auf einen Darrieus-Rotor wesentlich geringer als auf einen horizontalachsigen Schnellläufer gleicher Leistung?

Mit freundlichem Gruß, Jörg Sommer
Oli
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Re: Faltglügelwindrad

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Gepostet: 17.07.2006 - 11:40 Uhr  ·  #11
Zitat geschrieben von joerg_sommer
Hallo Oli,
meinen Glauben an das Faltflügelwindrad hast Du durch Deine Berechnungen schwer erschüttert.


Das tut mir leid. Die Devise heißt jetzt: Nur nicht aufgeben!

Aber so ein Faltflügelwindrad hat meiner Meinung nach einen so schlechten Wirkungsgrad, dass es für diese Anwendung nicht in Frage kommt.

Zitat geschrieben von joerg_sommer

Hast Du noch 'ne Idee, wie es jetzt weitergehen könnte? Ich bin ziemlich ratlos. Die einzige Hoffnung, die mir noch geblieben ist: Ist der Winddruck auf einen Darrieus-Rotor wesentlich geringer als auf einen horizontalachsigen Schnellläufer gleicher Leistung?


Vom Gefühl her würde ich meinen, der Winddruck ist beim Darrieus-Rotor eher noch größer, da es während des Umlaufs Gebiete gibt, die lediglich schädlichen Widerstand bringen. Im Gegensatz dazu kann ein gut ausgelegter Horizontalrotor an jeder Position den Wind fast optimal ausnutzen.

Ich versuche auch gerade ein kleines Rechentool zu erstellen, mit dem man die Leistung und den entsprechenden Winddruck eines Horizontalrotors berechnen kann. Ich möchte damit untersuchen, wie schnell man direkt gegen den Wind fahren könnte. Vielleicht ist so etwas ein besserer Ansatz.

Gruß,

Oli
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Windrad auf Schiff

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Gepostet: 18.07.2006 - 08:16 Uhr  ·  #12
Hallo Oli,
bin gespannt auf Dein Rechentool. Den Winddruck auf den horizontalachsigen Schnellläufer wollte ich ja auch dadurch vermindern, dass sich der Mast mit in den Wind drehen sollte, wodurch ein stromlinienförmiger Querschnitt möglich wird. Außerdem wird die Statik verbessert. Was hälst Du davon? Könnte auch diese Variante in Dein Rechentool Eingang finden?

Auf den Quirl (Darrieus) war ich auch deshalb gekommen, weil er auf einer Yacht besser aussieht (meiner Meinung nach).

Mit freundlichem Gruß, Jörg
Oli
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Re: Windrad auf Schiff

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Gepostet: 21.07.2006 - 06:17 Uhr  ·  #13
Zitat geschrieben von joerg_sommer
Den Winddruck auf den horizontalachsigen Schnellläufer wollte ich ja auch dadurch vermindern, dass sich der Mast mit in den Wind drehen sollte, wodurch ein stromlinienförmiger Querschnitt möglich wird. Außerdem wird die Statik verbessert. Was hälst Du davon?


Hallo Jörg,

der Widerstand des Mastes ist wohl eher von geringer Bedeutung, das wäre dann nur noch Feintuning.
Ich bin jetzt erstmal einige Zeit im Urlaub 8) . Ich werde mich melden, wenn ich wieder da bin.

Wünsche allen einen schönen Sommer und viel Wind,

Oli
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