Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

3 Blatt, 5 Blatt, 6 Blatt - was lohnt sich ?
 
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Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 25.09.2009 - 11:52 Uhr  ·  #1
Hallo erstmal. :)

Ich bin im Begriff mir eine WKA im Garten aufzustellen. Die Mast, bzw. Nabenhoehe wird ca. 9,5m betragen.
Bin gerade noch im Begriff einige Windmessungen am Standort in spee durchzufuehren, aber gehe davon aus, dass es sich hier (ca. 30km suedlich von Magdeburg) eher um ein Schwachwindgebiet handelt. Zumdem befinden sich in ca. 50m Entferung (in Hauptwindrichtung) einige unliebsame Hindernisse (ca. 8m hohe Baeume).
Die gesamte WKA soll im Endeffekt ca. zwischen 1kW - 2kW Leistung bei ca. 8m/s bringen. Die Repelleraufnahme soll durch eine Kreissaegenwelle (30mm Wellendurchmesser - also bis ca. 4m Repeller) bewerkstelligt werden.

Nun zum eigentlichen Problem: Ich bin bei der Repellerauswahl inzwischen ziemlich ratlos. Je weniger Blaetter, umso hoehere Laufgeschwindigkeiten, je mehr Blaetter umso hoehere Flaechenausbeute und Anlaufgeschwindigkeit. Hat dazu vllt jmd ein kleines 1x1 in der Hinterhand ?
Desweiteren finde ich im Netz leider nur sehr wenige Anbieter fuer solo-Repeller, da die meisten nur komplette WKA anbieten. Da die Anlage im Endeffekt doch ein kleiner Bolide werden soll, scheut es mich vor dem Repellerselbstbau und ich wuerde gerne per Kauf auf "Nummer Sicher" gehen. Kennt da vllt jmd ein paar gute Hersteller ?

Zusammengefasst:
Ich suche Hilfe bei der Repellerauswahl fuer eine 1-2kW WKA in einem Schwachwindgebiet mit 9,5m Nabenhoehe.

Ich wuerde mich ueber eure Hilfe freuen und bedanken mich Vorfeld fuer die Antworten.

MfG
Hagen

e: Titel angepasst - XXLRay
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Re: Ratlos

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Gepostet: 25.09.2009 - 17:58 Uhr  ·  #2
Hallo Hagen,

Google mal nach Horst Crome. Er beitet Profile an die man auf herkömmliche 1 Zoll Rohre stecken kann und die einen sehr guten Wirkungsgrad liefern. Damit will auch ich meine 6 KW Anlage bauen.

Gruß
Max
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Re: Ratlos

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Gepostet: 26.09.2009 - 17:08 Uhr  ·  #3
Hallo Menelaos.

Als erstes, danke fuer deine schnelle Antwort. :)
Ich hab mir das Konzept von Prof. Crome mal angeschaut, sieht vielversprechend und einleuchtend aus. Was mir allerdings dann beim Selbstbau Kopfschmerzen bereitet ist die kompliziert wirkende Nabenaufnahme. Hast du vllt Erfahrung damit, bzw. kannst mir ein wenig den Schweiß von der Stirn nehmen ?

Desweiteren bin ich bei meiner Suche nach Repelleranbietern auf diese US-Firma gestoßen -> hier klicken <- Sieht auf den ersten Blick auch sehr vielversprechend durch die große Auswahl aus. Was haelst du davon ?

Fragen ueber Fragen. :)

Gruß
Hagen
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Re: Ratlos

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Gepostet: 26.09.2009 - 17:32 Uhr  ·  #4
Hallo Hagen!

Die US-Seite kannt ich noch gar nicht, sehr interessant und die Preise sind meiner Meinung nach sehr gut. Problematisch wird er hier sicherlich mit dem Versand und Zoll...?

Was die Qualität angeht lässt sich von hier aus ja leider nichts sagen, man müsste es also auf einen versuch ankommen lassen. interessant wäre es natürlich zu wissen was für eine Schnelllaufzahl die Rotorblätter haben um den weiteren Aufbau des Generators planen zu können...aber das kann man sicherlich erfragen.

Was den Crome angeht:

DU musst die Nabe ja nicht so bauen wie er das macht. Da gibt es einfache Lösungen. Die Kräfte die auf den Rotor wirken sind nicht sooo groß wie das immer angenommen wird.
Bei mir wird es etwas schwieriger werden da ich bei einem Rotordurchmesser von 6 m eine Pitch bzw. eigentlich Stall- Regelung verbauen möchte welche den ANstellwinkel der Rotorblätter verändert und dadurch einen kontrollierten Strömungsabriss und somit Bremsung des Rotors verursacht.

Ich werden die EInzelteile für meine Nabe lasern lassen- das ist nicht sooo teuer wie man glauben mag und man erhält dann hohe präzision.

Gruß
Max
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Gepostet: 27.09.2009 - 08:20 Uhr  ·  #5
Hallo,
du mußt ja nicht unbedingt die Kreissägewelle mit 30mm Dm verwenden. Sie ist für 4m Repeller Dm schon zu dünn und auch nicht für axiale Belastung gebaut. C.Kuhtz verwendet in seinem Heft 3 Windkraft Radnaben und Felgen von PKW´s für Repeller bis 4m Dm. Außerdem ist eine gute Bremse gleich mit dabei.
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Re: Ratlos

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Gepostet: 27.09.2009 - 09:54 Uhr  ·  #6
An was für einen Generator hast du denn eigentlich so gedacht?

Ein Repeller mit 4 bis 5 Metern im Durchmesser liefert schon recht kleine Drehzahlen... Da wirst du warscheinlich shcon mit Übersetzung arbeiten müssen wenn du es nicht so machst wie ich und einen Scheibengenerator baust...

Gruß
Max
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 28.09.2009 - 11:42 Uhr  ·  #7
Hallo ihr Zwei. :)

an Menelaos:
Ja, das Ganze soll mit Uebersetzung arbeiten um die Drehzahl anzupassen. Wie, was genau kann ich noch nicht sagen, da ich die Auswahl des Generatos an die Repeller angleichen werde. Das sollte aber das kleinste Problem sein.

Zum Kukate: Wie schon gesagt, das Prinzip gefaellt mir sehr gut, durch seine relativ gleichbleibende Energieabgabe und die Starkwindunempfindlichkeit.
Die Nabe lasern lassen hoert sich gut an, aber Kopfzerbrechen bereiten mir dann die Montage/exakte Ausrichtung der Repellerrohre und die Umsetzung der Horizontalbelastungs-Sicherung durch die Stahlseilkonstruktion. Ansonsten bin ich durchweg begeistert. Aber gerade an diesen Punkten wir hoechstwahrscheinlich ebenfalls eine sehr hohe Praezaesion vorausgesetzt. Bin da fuer Ideen sehr offen. :)

an Gleichstrom:
Hmm... Die Kreissaegenwelle ist halt die erste Idee. Das Ding ist schon ziemlich robust. Der Lagerbock ist 400mm lang, die Gesamtwelle 600mm (inkl. Keilriemenaufsatz), im Lagerbock wird die Welle durch 2x 80mm Kugellager gefuehrt. Ueber Vertikalbelastungen mach ich mir da wenig Sorgen, wenn dann nur um horizontale. Und 30m Wellendurchmesser haelst du fuer zu schwach ? Ich bin davon ausgegangen, dass mit 40mm Welle Rotoren von ueber 5m sicher in betrieb genommen werden koennen. Bei dieser Welle ist auch 'nur' die Aufnahme vorne 30mm stark - im Lagerbock dann 35mm.
PKW Radnaben zu verwenden ist natuerlich auch keine schlechte Idee, so wollten wir den Aufsatz der WKA realisieren.

Gruß
Hagen
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 28.09.2009 - 13:41 Uhr  ·  #8
Die Absicherung durch Seile gegen die Horizontalkräfte wird deutlich überschätzt. Wenn sich dein Rotor dreht, dann entstehen enorme Fliehkräfte die die Profilstangen quasi "gerade ziehen". Den effekt kennt man wenn man ein Seil mit einem Gewicht horizontal rotieren lässt. es strafft sich obwohl es ansich keine eigenstabilität besitzt.

Zusätzlich kann man diesem Effekt noch entgegenkommen indem man die Flügel 1 bis 2 Grad nach hinten (zum Mast hin) anstellt. Dann hat man kaum noch Biegemomente an den Nabenstummeln.
Was die Ausrichtung angeht brauchst du dir wirklich keine Gedanken zu machen. Ein 4 m Repeller ist nicht klein aber auch nicht unübershaubar groß.
Ich suche dir mal ein Bild raus wie der Crome das gemacht hat aber eigentlich sind hier der Phantasie keine Grenzen gesetzt denn: viel wichtiger als die Biegemomente die dadurch entstehen dass der WInd den Rotor nach hinten drückt, sind die fliehkräfte. Bei dem von mir geplanten Rotor von 6 m Größe und SLZ um die 7 wirken bei 11 m/s knapp 5 Tonnen!! Zuglast auf die Nabenschenkel, während an gleichzeitig durch WInddruck nur etwa 900 Nm Biegemoment entstehen. Das ist nicht viel. Richtig ausgelegt würde hier theoretisch schon ein M20 Bolzen doppelte Sicherehit bieten...auch wenn man sich das vielleicht so nicht vorstellen kann da es wohl gruselig schwach aussieht...is aber so.

Wenn zu keine Pitchregelung o.ä. bauen willst (und das halte ich bei 4 m auch noch nicht für nötig), kannst du eigentlich einfach eine Scheibe auslasern lassen, besser 2 gleiche und die Holme darin wie ein Sandwich verpacken und mit 2 bis 3 Bolzen durchschrauben. Das wird dir auf jeden Fall nicht kaput gehen. Die Löcher für die Bohrungen kannst du gleich mitlasern lassen, dann hast du auch absolute Genauigkeit...aber das ist nur eine Möglichkeit der Umsetzung- es gibt sooo viele.

Wenn dir also die Profile gefallen und du gerne damit arbeiten möchtest, dann lass dich von solchen Kleinigkeiten nicht davon abbringen...das ist jedenfalls meine Meinung dazu ;-)

Gruß
Max
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 18.10.2009 - 10:35 Uhr  ·  #9
Hallo Menelaos,

erstmal danke fuer deine Ausfuehrungen. Ich/Wir stecken bisher noch mehr oder weniger in den Kinderschuhen unseres Projektes. Es gibt noch viele offene Fragen und noch viel zu tun.

Ich bin nun wieder in Oldenburg angekommen und wollte dich fragen, ob wir uns vllt mal auf ein Kaeffchen in Elsfleth treffen koennten, damit ich mal eine WKA live und in Farbe betrachten kann ? Sind ja nur rund 30km von OL aus.

Gruß
Hagen
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 26.10.2009 - 01:37 Uhr  ·  #10
Hallo Hagen!

Für sowas bin ich immer zu haben, kannst gerne mal lang kommen. Die WIndanlage steht allerdings in Nordenham aber auch das ist ja nicht weit weg.
Schick mir einfach mal ne PN und dann schnacken wir uns ab. Ich bin auch recht häufig in Oldenburg. vielleicht kann man ja was gemeinsam auf die Beine stellen und das WIndrad gemeinsam fertigen.

Gruß
Max
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 07.09.2010 - 18:04 Uhr  ·  #11
Heyho,

hier mal ein kleines Update meines Windradprojektes. Auch wenn's leider nur auf dem "Papier" so weit ist.

Hier die Konstruktionsskizze im GoogleSketchup-Format: >> hier klicken <<

Und noch ein kleiner Screenshot vorweg:
[img][/img]

Ich wuerde mich ueber eure Meinungen/Kritik freuen.

Gruß
Hagen

PS: Ich wusste nicht genau, wohin ich es posten sollte - falls es hier unpassend ist, bitte verschieben.
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 13.05.2011 - 09:40 Uhr  ·  #12
Unser Projekt geht voran.
Zur Zeit basteln wir gerade an den Windfahnen. Der Mast "steht" so gut wie aber es gibt immernoch 100 Kleinigkeiten, die bewaeltigt werden wollen.
Hier mal die technischen Daten:

- 6-Repeller Halbfluegler mit CK220 Profil
- Rotordurchmesser: 4,5m
- angestrebte max Leistung: ~1,5KW
- Nabenhoehe: 11,5m
- Generator Nennleistung: 1,7KW (7,5A / 230V) bei ca. 1000 U/min
- Uebersetzung: ~ 1:10 durch Zahnriemen

Die naechste große Frage ist der richtige Anstellwinkel fuer die Anlage. Wir wohnen in einem relativen Schwachwindgebiet mit einer Jahresdurchschnittsgeschwindigkeit von 3,5m/s. Der Anstellwinkel sollte wohl zwischen 10 und 15 Grad liegen, allerdings konnte ich bisher nicht den optimalen Winkel ermitteln - vielleicht koennt ihr da ja weiterhelfen.

Und hier noch ein paar Fotos vom aktuellen Stand:







Gruß
Hagen
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 13.05.2011 - 12:07 Uhr  ·  #13
Toll das es weitergeht. Schon beeindruckend dann mal die Größen im Vergleich zu sehen. Da wird dann einfach klar, das es doch kein Spielzeug mehr ist und man sich auf das Spiel mit einer Naturgewalt einlässt.

Weiterhin viel Rückenwind und halt uns auf dem Laufenden.

Gruß Uwe
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 14.05.2011 - 00:13 Uhr  ·  #14
Hallo Hagen, schön zu sehen dass es bei euch vorangeht...
Du warst ja schon mal bei mir in der werkstatt, komm doch mal wieder vorbei, momentan habe ich den Schuppen voll mit Generatoren :-)
Vielleicht kannst du dir einige Inspirationen holen. Aus der 4,5 m Anlage kannst du eigentlich auch gut sichere 3 KW rausholen und das auch noch ohne Getriebe...ich baue ja gerade an meiner 5 m Anlage weiter, auch mit Crome Profilen und habe 2 passende Generatoren, auch für 4,5m da...

Ansosnsten habe ich auch das Crome Programm hier und kann dir die nötigen Winkel der Profile genau durchgeben wenn cih die Daten des Generators und Wechselrichters habe, das ist relativ schnell gemacht. AUch habe ich ein tool geschrieben mit dem man die Kennlinie für den Wechselrichter erstellt :-)

Meld dich wenns soweit ist :-)

Gruß
Max
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 15.05.2011 - 11:45 Uhr  ·  #15
Danke Uwe, ich hoffe, dass wir das Projekt Mitte des Jahres abschliessen koennen. Aber ganz ehrlich, wenn man sich den Rotordurchmesser im Nachhinein anschaut, dann haette er immer doch noch ein wenig groeßer sein koennen. *schmunzel*

Ahoi Max! Auf das Angebot komme ich gerne zurueck. Vielleicht klappt es schon naechste Woche. Ich meld' mich dann aber vorher rechtzeitig per Teflon bei dir. Bin gespannt, was sich bei dir so ergeben hat.

Gruß
Hagen
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 21.05.2011 - 21:46 Uhr  ·  #16
hallo Hagen,
darf ich fragen wie lang die CK220 Profile bei dir sind?
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 15.06.2011 - 17:27 Uhr  ·  #17
Hallo Lexus.

Bitte entschuldige die spaete Antwort. >_<

Die einzelnen CK-Profile sind 1,25m lang, bei 4,5m Repellerdurchmesser "verschenke" ich somit in der Mitte 2m.


Wir sind gerade dabei die Windfahnen zu konstruieren (Quer- und Steuerfahne) und nun obligt es meinen mathematischen "Talenten" herauszufinden, wie gross der Winkel der Steuerfahne sein muss. Meines Wissens nach muss ich 2 Faktoren beruecksichtigen:
1. die Verkleinerung der Steuerfahnenflaeche durch Zunahme des Winkels
2. die Verkleinerung der Hebelwirkung durch die Winkelzunahme

Somit meine Rechnung: Wurzel( 1 / (Steuerfahnenhebel/Querfahnenhebel*Grundflaechenverhaeltnis)) = cos(a)

Sind bei mir rund 55Grad.
Allerdings traue ich meinen Rechenkuensten nicht so ganz.
Ich packe hier mal eine Skizze von dem Ganzen ran, vielleicht habt ihr ja etwas mehr Durchblick. :'(

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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 15.07.2011 - 11:01 Uhr  ·  #18
Hier der Status Quo.
Versuchsaufbau zur Einstellwinkeljustierung und Auswuchtung:



Kraftuebertragung via Zahnriemen:

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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 15.07.2011 - 11:09 Uhr  ·  #19
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Re: Ratlos - Repeller 1-2KW gesucht

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Gepostet: 15.07.2011 - 15:57 Uhr  ·  #20
Hallo Ray.
Vorallem gespannt bin ich auch... :-)

Wir sind gerade dabei uns an der Windfuehrung / Sturmsicherung zu schaffen zu machen. Das erst veranschlagte "Kukate-System" mit Quer- und Steuerfahne (wie in der Abbildung weiter oben) haben wir verworfen. Die Kontergewichte waeren zu groß geworden.

Hier im Forum bin ich dann ueber eine andere Variante gestoßen, die uns, abgewandelt, vielleicht weiter hilft. Hier der Forenlink

Nun basteln wir (bzw. zerbrechen uns noch den Kopf) an einer Variante, bei der die Windfahne schwenkbar bleibt und die Sturmfahne sie bei Winddruck herum zieht, bzw. die Fluegel aus dem Wind zieht, da Windfahne und Sturmfahne ja stehts parallel zur Windrichtung bleiben.
Hier die Skizze dazu:



Was haltet ihr davon, koennte das funktionieren?

Gruß
Hagen
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