Furling System

Hallo,

die Generatoren und Masten sind fertig.
Nun muß ich mir Gedanken über eine Sturmsicherung machen..
Mir gefällt das System vom "http://www.thebackshed.com/Windmill/Docs/Furling.asp" sehr gut.
Stimmt das was der Autor da rechnet? 20 Kg für eine Windfahne :shock:
Da habe ich bei meiner AC750 gerade die Hälfte bei 2,5m Rotor.

Kann mir da jemand den entscheidenden Wink geben?

Den Link habe ich in Gänsefüße gepackt damit ich kein Antispam Opfer werde.

Beste Grüße

Arne

Moin Günter,

vorab schon mal vielen Dank für Deine Ausführung, wird manchen Erbauer eine Hilfe sein.

Oh haua , dann werde ich den Generator ähnlich wie bei meiner AC 750 wohl einen ganz knappen Offset gönnen. Das geht nur wenn ich den Generator vor die Azimutachse setze.
Vielleicht wirkt dann auch der Mast nicht mehr so störend auf die Rotorblätter ( Staudruck und daduch "zwitschern" ).
Nun muß ich aus dem Urlaub geholt 2 Tage "Geldverdienen -kein -Hobbypause " machen, dann geht es aber weiter!

Beste Grüße

Arne

Hallo Arne!
Auch mir wurde es an jener Stelle zu kompliziert. Darum habe ich keinen "Offset" verwendet, sondern stattdessen eine kleine Seitenfahne angebaut, den Schwanz aber übernommen. Somit kam ich ohne große Rechnerei aus und konnte durch die Größe dieser Seitenfahne die Anlage recht genau einstellen....Manchmal geht probieren eben über studieren...und man erspart sich den Ärger mit den Einheiten....lol

Hallo Günter!
Da hast du mich wohl falsch verstanden. Was ich angewendet habe ist eine Mischung aus Seitenfahnensystem und furling.
Auch ich habe die Windfahne winklig gelagert. Die Seitenfahne benutze ich nur anstelle des Offset, da bei mir, wie auf den Bildern zu sehen war das Mastrohr genau mittig angeordnet war und ich dieses nicht wieder abflexen wollte. Somit brauche ich dann auch keine Federn ect. , da die Aufgabe des "Zurückdrehens" ja weiterhin durch den "Schwanz des furlingsystems" gesteuert wird. Während jedoch bei der von DIR beschriebenen Variante nachträgliche Einstellungen nur noch über das Gewicht der Windfahne angepasst werden können, kann ICH zusätzlich über die Größe der Seitenfahne regeln, was ich für einen Vorteil halte.

Hallo Günter!

die Seitenfahne, da sind wir uns nun einig, ist starr, die eigentliche Windfahne jedoch nicht. Sie ist quasi ohne Änderungen dem Furlingsystem entnommen (also schwenkbar mit einem Neigungswinkel des Gelenkes von etwa 20 Grad nach unten hin und das daran befestigte Vierkantrohr mit der Windfahne ist so an den Gelenkbolzen geschweißt, dass es in Nullstellung wieder horizontal steht).
Es hat sich also zum Ursprünglichen Furling konzept eigentlich nur verändert, dass statt des offset die starre Seitenfahne als Hebel verwendet wird um ein Drehmoment zur Site hin aufzubauen.

Oder sprechen wir hier gar nicht über das selbe System und ich habe den Begriff furling in den falschen Hals bekommen?

Wir hatten das doch auch schon in der Planungsphase der Sturmsicherung besprochen. Damals nannten wir es glaube ich Schwerkraftsicherung in Kombination mit Seitenfahne.

Die letzten Tage hatte ich in der Hellphase leider keine Zeit zum testen und einstellen. Heute hätte ich sie gehab aber leider regnete es in Strömen und dann wird das Feld schlammig. Dann halten die Heringe zum abpannen nicht und mein Auto ist hinterher von innen nicht viel weniger schlammig als von außen. Ich habe jedoch im ständig auffrischenden Tief"Emma" aufgebaut, bis ich es nach 20 Minuten mit Angst bekam und zusammenpackte. Der "Flacheisen-Holznabe habe ich da nicht mehr getraut (meine neuen sind jetzt übrigens bestellt, S235-8mm,d=40cm, wer mag...der sag)und der Wind war zu böig. Aber an sich hat es geklappt, werde ich wohl recht präzise einstellen können...wenn Freizeit und Wind und Tageslicht mal wieder gleichzeitig auftreten...

Gruß aus Elsfleth
Der Max

Hallo an alle,
Menelaos Dein System ist sicherlich genauso funkionell, vor allem wenn es nachträgliche Arbeit erspart. Ich möchte mein Windrad möglichst unaufällig halten also keine weiteren Bleche etc.

@Günter
Hmm ich dachte mach den Offset nicht so groß dann müssen Windfahne und Ausleger nur in Minimalanforderung angebracht werden-muß noch mal rechnen.
Ich machs mal mit Zitatmäßig:

Turbine Thrust = Diameter2 * WindSpeed2 / 24
Turbine Thrust = 1,65m2 * 14m2 / 24 = 8,28kg

The turbine moment ( torque ) is -

Turbine Moment ( kgM ) = Turbine Thrust x Turbine Offset

(Say our turbine has a diameter of 2 meters, and we want it to start fuling in winds above 20 meters per second ( 72kmh ). Our mast offset is 0.1 meters ( 100mm ).)
Ich sage meine Turbine hat einen DM von 1,65m und soll ab 14m/s abregeln. Offset = 80mm


Turbine Moment = 8,28kg * 0.1m = 0,828kgM

So we need a tail moment of 6.66kgM to balance the turbine moment.

Tail Moment = Tail Length * Furl resistance

and

Furl resistance = Tail Weight * Sin ( Pivot angle in degrees) * Sin 45o
Furl resistance = 4Kg * Sin20o * Sin 45o = 0,97 Kg

then

Tail Length = Tail Moment / Furl resistance
Tail Length = 0,828KgM/ 0,97Kg = 0,8M
Windfahnenlänge= 80cm
Gewicht= <>1Kg

Vielleicht sollte ich auf bis auf 15Grad Winkel runterrechnen dann komme ich auch mit dem Gewicht hin, die Länge wäre ja Ok.

Oder sehe rechne ich falsch

Beste Grüße

Arne

Hallo zusammen,

hier nochmal meinen "Senf" zur Berechnung der Auslegerlänge für den
Furling -Ausleger von Arne.
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Für die Berechnung kennt man folgende Werte:

-Turbinendurchmesser in Metern

-Turbinen offset, der Abstand der Generatorachse zur Drehachse des
Mastes

-Gewicht des Auslegers mit Windfahne, (soll so gemessen werden, daß
das Ende mit dem Drehteil auf einen Block aufgelegt wird, und das Ende
mit der Windfahne liegt auf der Waage.)

-Länge des Auslegers kpl. mit Windfahne

-Windgeschwindigkeit in m/s
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Als erstes brauchen wir die Kraft, die gegen die Turbinenflügel drückt

Turbinen Schubkraft = Flügeldurchmesser² * Windgeschwindigkeit² / 24
Arne schreibt, daß seine Mühle 1,65 m² Flügelfläche hat und sein Rad soll
bei 14m/s aus dem Wind drehen. Eingesetzt in die Formel:

Turbinen Schubkraft = 1,65m² * 14m/s² /24
Turbinen Schubkraft = 2,72 * 196 /24 = 22,21 kg

Die hieraus resultierende Drehkraft (um die Mastachse) berechnet sich

Turbinen Drehmoment = Turbinenschubkraft * Turbinen offset

Arne beabsichtigt einen offset von 80mm entspricht 0,08m, eingesetzt in die Formel

Turbinendrehmoment = 22,21kg * 0,08m = 1,78kgM

Um diesem Drehmoment eine Kraft entgegenzusetzen, die bis zu diesem
Punkt gleich ist (Balance, wird bis bis 14m/s gehalten, erst beim
Überschreiten dieses Wertes übersteigt die Schubkraft des Windes diese
Balance-Kraft des Auslegers und das Rad schwenkt aus dem Wind)
Um die Balance zu halten muß die Balance dem Turbinendrehmoment
entsprechen: Balance = Turbinendrehmoment = 1,78kg

Balance Kraft des Auslegers = Auslegerlänge * Furl Widerstand


Furl Widerstand ist der Widerstand, der zum Zusammenklappen
überwunden werden muß, um die Windfahne samt Ausleger anzuheben.

Der Furl Widerstand errechnet sich =
Auslegergewicht * Sin (Winkelauslegerachse 20°) * sin 45°

Bei dem von Arne angegebenen Gewicht von 4kg

Furlwiderstand = 4kg * 0,3420201 * 0,7071068 = 0,96kg

Jetzt können wir die zugehörige Auslegerlänge ausrechnen

Auslegerlänge = Balance Kraft des Auslegers / Furlwiderstand

Auslegerlänge = 1,78kgM / 0,96kg = 1,85m

Wir brauchen für unseren Furling Ausleger der bei Windgeschwindigkeiten
über 14m/s aus dem Wind drehen soll, bei einem Gewicht von 4kg,
einen Winkel für die Drehachse von 20° und eine Länge von 1,85m!

Ich hoffe, daß ich dies einigermaßen verständlich und richtig
rübergebracht habe.

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo Günter,

in der Tat habe ich mich da kräftig verhauen.
Mal eben schnell is nich :shock:
Beim Schub müssen meine Finger schon kräftig auf die Tasten daneben gehauen haben. Dann habe ich den originalen statt meinen Offset gerechnet.... ops: Und meine Windfahnenecke ist nun gemessen und nicht angenommen nur 2Kg :roll:

Deine Rechnung ist natürlich richtig.
Nur fast 2m Windfahnenlänge ist für ein 165cm Rotor inakzeptabel, da muß ich in den Parametern nachbessern.
Ist der Winkel von 20Grad eigentlich vorgeschrieben? Vielleicht 30Grad lässt sich leichter rechnen
Oder den Offset doch verkleinern , rund 22Kg bei 14m/s ist doch schon recht ordentlich und würde meine Konstruktion steifer machen.

Beste Grüße

Arnre

Hallo Arne,

für Deinen "Leichtgewicht" Ausleger benötigst Du dann eine Länge von
über 3Metern.
Wenn Du den Anstellwinkel für die Achse vergrößerst von 20° auf 30°
so brauchst Du immer noch eine 2,50 Fahne. Diese Anordnung schränkt
Dich aber vom Platz her ein. Wenn die Fahne geschwenkt wird kommt die
Unterkante der Fahne näher an Deine dann parallel laufenden Blätter.

Du mußt den mechanischen Endstop, der verhindert, daß Deine Fahne in
den Bereich der Blätter kommt zurücknehmen.
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Hier muß ich noch etwas loswerden, was nicht direkt zum Thema gehört.
Die Auslegerachse ist ja nicht direkt hinter dem Mast angebracht sondern
ca. 45° zur Seite versetzt. Der Grund hierfür wird in den meisten
Beschreibungen nicht angeführt. Auf Grund des 20° Winkel und der 45°
verdrehung aus der Achsenflucht würde die Fahne jetzt in Ruheposition,
also in unterster Stellung ja normal schräg zu den Blättern stehen und
leicht nach unten geneigt. Da die Windfahne ja normal die Blätter frontal
in den Wind drehen soll, würden die Blätter jetzt schon immer leicht aus
dem Wind gedreht werden.

Dies ist nicht erwünscht, deshalb wird bei Montage des Auslegers dieser
Ausleger schon leicht angehoben, bis er im rechten Winkel zu den Blättern
steht, dann wird in dieser Position ein Endanschlag an der Drehachse
angeschweißt (geschraubt). Jetzt fällt der Ausleger wenn er
auf Grund seines Gewichtes zurückdreht immer vor diesen Endstop, aber
nicht in sein tiefste Stellung zurück. Er steht im rechten Winkel zu den
Blättern und verhindert dadurch, daß sein Gewicht schon einen
Anpreßdruck gegen den Anschlag ausübt, daß die Windfahne wie das
ohne diesen Anschlag möglich wäre, bei seitlichen Boen immer etwas
hin und her eiern würde. Der Anpreßdruck verhindert dies.

Jetzt erst wird die Windfahne, senkrecht ausgerichtet, befestigt. So
bekommen wir rein optisch auch eine saubere Ausrichtung. So, da dies
auch bei windstuff Ed nicht so beschrieben wurde, ich dies für den
Zusammenbau aber für zwingend erforderlich halte, wollte ich das
nochmal loswerden.
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Der andere Weg wäre, den offset zu verkleinern, davon würde ich abraten.
Es gibt viele Berichte, die beschreiben, daß die Blätter mit kleinem offset
nicht immer aus dem Wind schwenken, sondern aus unerfindlichem Grund
garnicht, oder zu spät und die Generatoren dann durchgebrannt sind.
Diese Berichte beziehen sich fast nur auf geringen offset.

Aus dem Grunde würde ich an Arnes Stelle überlegen, ob ich den
angepeilten offset nicht besser beibehalten würde, die Länge der
Windfahne auf 1,85m anlegen und das Gewicht der Windfahne
entsprechend aufstocken würde. Hier hätte ich die Möglichkeit mich über
das Gewicht an den richtigen Zeitpunkt des "Furlens" heranzutasten.
Im Übrigen finde ich diese Auslegerlänge von 1,85m für ein Furling
System völlig normal und nicht irgenwie unpassend.

gruß
Günter
Westerwald

Gnaz interessant ist dazu die sonst nicht gelistete Anlage von Fortis. Die lief früher mal unter LMW aus Holland.

http://www.fortiswindenergy.com/eng/products.asp

Die Passaat habe ich damals sogar selbst nachgebaut und die hat prima funktioniert. Besonders angetan hatte es mir die simple Sturmsicherung.

Übersichtzeichnungen dazu kann man sich immernoch direkt ansehen, wenn man sich das Manual zur Anlage als PDF herunterzieht. Die Zeichnungen sind relativ genau, so das man sich allein schon daran gut orientieren kann.

Leider sind von meinen damaligen LMW-Arbeiten nur wenige Bilder erhalten geblieben:



Gruß Uwe