DAWT´s made in Nippon

Entwicklungsstand der "Windlinse"
 
Seb
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DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.10.2009 - 11:09 Uhr  ·  #1
Hallo Allerseits,

Ich habe vor einiger Zeit etwas über die japanische Entwicklung des Vortec-Systems entdeckt.
Mittlerweile ist einige Zeit vergangen und habe mal wieder auf deren Webseite geschaut.
...sie waren fleißig...:

http://riam.kyushu-u.ac.jp/windlens/index.htm

Guck mal rein, ich finde es lohnt sich!
Dieser Diffuser ließe sich auch recht einfach nachbauen, für ein
kleines aber leistungsfähiges System.

Viele Grüße

Seb.
XXLRay
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.10.2009 - 14:06 Uhr  ·  #2
Seb
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.10.2009 - 15:46 Uhr  ·  #3
Hallo XXLRay,

Zitat geschrieben von XXLRay

Ja wenn die Kurven stimmen...
Alles was ich bisher zu Diffusern gesehen habe war leider immer "geschönt", um es mal vorsichtig auszudrücken.


Bin auf der Suche nach einem guten Wahl für die zusätzliche Haus-Stromversorgung. Einen Windtamer oder ähnliches
wäre viel zu wuchtig, selbst bei meinem sehr großen Grundstück.

Mit etwa 2m Durchmesser könnte man eine leistungsfähige, aber dennoch "kleine" Windanlage erstellen.
Ich habe mal die durchschnittlichen Werte für Windräder simmuliert und bin auf einen Wirkungsgrad von etwa
110% durch diesen Diffuser gekommen. (nicht über den hohen Wirkungsgrad über 100% wundern, durch den
Diffuser saugt er mehr Luft an, als seine Fläche ohne diesen durchfliessen würde)

Aber rechnet alle mal mit!


Viele Grüße

Seb.
Pleiades
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.10.2009 - 21:29 Uhr  ·  #4
Hi Seb,
ich hab mir mal das....ähm sehr bunte Werbeblättchen dieser Firma angesehen und mit ein paar Zahlen jongliert. Dabei hab ich mich an den field-experiment-Werten der 1kW-Anlage orientiert, da ich nur bei der auch den Rotordurchmesser gefunden habe.
Weil die Diagrammqualität nicht so der Hammer ist, hab ich mal bei 8m/s die Werte in etwa abgelesen. Dabei komme ich auf:
  • 130 Watt für die Anlage mit Diffusor
  • 50 Watt für die Vergleichsanlage ohne Diffusor

Mit Hilfe der Formel für die Leistung
P= 0,5*(DichteLuft)*(Rotorfläche)*(Windgeschwindigkeit³)*(Wirkungsgrad)
ergibt sich dadurch für beide Anlagen folgender Wirkungsgrad:

  • Vergleichsanlage ohne Diffusor: knapp 13% (AUA - was soll das für eine Anlage sein...)
  • Anlage mit Diffusor: ca 33% (Das wäre selbst für ne Anlage ohne Diffusor eher passabler Durchschnitt,aber nix aufregendes...)

Ganz ehrlich: es gibt mittlerweile Kleinwindanlagen, welche OHNE Diffusor und bei einem KLEINEREN Repellerdurchmesser eine vergleichbare oder bessere Leistung bringen, als dieses dort angepriesene Gerät mit Diffusor.
Abgesehen davon ists kein Wunder, dass die Anlage im Vergleich soooooooo gut da steht, wenn man nen derart miesen Vergleichsmaßstab wie hier auswählt: 13% wären für nen industriell gefertigten Horizontalachser ja wirklich verheerend.

Ach - den roten Pfeil mit dem Faktor von 2,8 finde ich persönlich auch seeeeeeehr unterhaltsam:
Zum einen enden die Messpunkte mehr oder minder bei 8 m/s - der Pfeil bezieht sich aber auf ne Windgeschwindigkeit, für die eigentlich keine aussagekräftigen Datenpunkte mehr vorliegen. Die drei einsamen Messungen bei den höheren Geschwindigkeiten sind aber nicht wirklich signifikant - so wie die springen, könnte sich mit ein bisschen Phantasie auch der Aktienkurs von Quelle daraus ableiten lassen. *scnr*
Die Physik hat zwar in der Theorie grundsätzlich nichts gegen die Verstärkung durch solche Diffusoren, ABER: Bei dieser Diffusor-Bauart ist selbst theoretisch (!!!!!) gemäß Literatur eine maximale Verstärkung um Faktor 2-2,5 möglich. In der Realität sieht das Ergebnis aber meistens eher grottig bis mies aus.

Und wenn es dann dochmal einen Diffusor/Konzentrator gibt, der ne höhere Leistung aus nem Repeller herauszukitzeln scheint, braucht der Diffusor meist derart viel Platz, dass es sich eher lohnt, gleich nen größeren Repeller dranzuschrauben: Berwian
Daher verkneif ich mir mal zum ebenfalls in dem Prospekt angepriesenen Verstärkungsfaktor von 4 bei der 500W-Anlage jeden Kommentar ;)

Auch wenn also diese Anlage und ihre Ergebnisse (angeblich) mal eine japanische Universität von innen gesehen haben sollen, bekäme man so eine Zusammenstellung von Powerpoint-Folien auch als Laie innerhalb von ner halben Stunde hin. Und das ganz ohne jemals in einem Institut für angwandte Mechanik gearbeitet haben zu müssen. Aber ich will hier ja nix unterstellen O-)


Gruß
Thorsten
Pleiades
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 26.10.2009 - 00:44 Uhr  ·  #5
Kleine Korrektur: Die aus dem Diagramm abgelesenen Werte beziehen sich natürlich auf eine WIndgeschwindigkeit von 6 m/s - und nicht wie angegeben auf 8 m/s!
Seb
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 26.10.2009 - 08:07 Uhr  ·  #6
Hallo Pleiades,

Man mag mich für meschugge halten, aber ich komm´ nicht auf deine Werte.
Habe mit dem Bladecalculator und dem Programm "Windkraft" nachgerechnet:
Windkraft: (Werte aus dem letzten Diagramm ohne Diffuser)

Leistung: 50 Watt
Schnelllaufzahl: 4
Flügelanz.: 3
Windgeschw.: 6 m/s
Rotor-durchm.: 1,36 m
Drehzahl: 450 U/min
Auftriebsbeiwert: 1.05
Wirkungsgrad: 26%

...und der Bladecalculator bringt fast die gleichen Werte!

Rechne bitte noch einmal nach!!!!!!!!!!!!


Viele Grüße

Seb.
Pleiades
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 26.10.2009 - 23:09 Uhr  ·  #7
N'abend Seb,

da hab ich mich ja echt ins Fettnäpfchen geworfen; das nächste mal check ich meine Rechnungen nochmal durch, wenn ich so spät noch nen Post online stelle.
Ich hab meine Werte nochmal über die Bezugskraft bzw dem Betz'schen Gesetz nachgerechnet - und konnte nichtmal mehr rekonstruieren, wo ich bei den paar eingesetzten Zahlen vom Weg abgekommen sein könnte... Du hast vollkommen Recht mit deinen Ergebnissen!
Nach neuer Berechnung komme ich tatsächlich auf nen Wirkungsgrad von 25,7% ohne Diffusor und 66% mit Diffusor (*HUST* >_< ). Meine errechnete Schnellaufzahl und auch die Drehzahl passen irgendwie nicht so ganz mit deinen Angaben zusammen (5,4 bei 450U/min bzw 332U/min bei einem Lambda von 4) aber das fließt ja in dem Bereich nicht weiter mit ein... Woher hast du denn diese Angaben? Standen die irgendwo auf der Seite, oder hat die die Software ausgespuckt?

Selbst wenn die dort angegebenen Messwerte tatsächlich und wirklich stimmen sollten (für mich noch immer ein Fragezeichen - da bleibe ich Skeptiker), halte ich es trotzdem unter Nicht-Windkanal-Bedingungen für sehr sehr...ähm...schwierig, damit einen solchen Wirkungsgrad aufs Parkett zu legen. Seitenwindeinflüsse oder ähnliches dürften da meiner Meinung nach das Haar in der Suppe sein. Da ich aber weder einen Windkanal noch solch eine WKA in meinem Garten rumstehen habe, kann ich natürlich nichts ausschließen...
Einziger "Trost" für mich: Wenn man die zusätzlichen 20cm Radius, die der Diffusor an Platz verbraucht, einfach darauf verwenden würde, den Repeller zu vergrößern, würde das gute Stück nach ner Neuberechnung bei 6m/s bis zu 160Watt abwerfen - und das ganz ohne sich mit Betz und Co in die Wolle zu bekommen ;)

Aber falls du die Motivation und den Ehrgeiz hast, dir solch einen Diffusor um einen Repeller zu basteln und anschließend seine Leistung durchzumessen, wären sicherlich hier viele an den Ergebnissen interessiert - mich selbstverständlich eingeschlossen :-) Letztenendes kann dir wohl keiner die Antwort geben, obs vlt was bringt, bis du's selbst ausprobiert hast.


Gruß
Thorsten
Seb
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 27.10.2009 - 09:52 Uhr  ·  #8
Ja, das ist recht schwammiges Terrain. Mit sehr kleinen Repellern aus Lüftern und aufgeschnittenen Blumentöpfen :fgrin: plus Prallring
habe ich schon im Sommer rumexperimentiert (so wie das "alte" Modell der Japaner).
Wichtig ist bei dieser Sache, daß der Diffuser die Windgeschwindigkeit stark erhöht.
Damit läuft der Repeller unter ganz anderen Renoldszahlen, muß also auch völlig neue
Profile in den Blättern bekommen....

Habe ein paar Rechenspielereien getätigt:
Der Diffuser bringt einen Windgeschwindigkeits- Anstieg von etwa 40%.
Habe ich also 6m/s, dann beträgt die Windgeschwindigkeit im Diffuser 8,4m/s.

Es ergibt sich dabei Folgendes:

Repeller mit 2m (!) Durchmesser und angenommenem Freiluft-Wirkungsgrad von 30% (also ohne Diff.)

6m/s = 8,4m/s......350 Watt.........316 U/min
7m/s = 9,8m/s......550 Watt.........371 U/min
8m/s = 11,2m/s.....820 Watt........425 U/min
9m/s = 12,6m/s....1200 Watt.......471 U/min
10m/s = 14m/s.....1600 Watt.......531 U/min
11m/s = 15,4m/s...2100 Watt.......588 U/min
12m/s = 16,8m/s...2750 Watt.......640 U/min

u.s.w.

Ist doch witzig, oder?

Und einen Diffuser in 2m Durchmesser ist ohne Probleme herstellbar, vielleicht auch noch etwas größer??? :devil:
Eine Vergrößerung des Durchmessers von 2 auf 2,2m bringt eine Leistungsteigerung von 16%!
Und eine Windsicherung in Form einer Helicoptersicherung ist auch möglich.
Jetzt braucht man noch einen Generator, der bei diesen Drehzahlen optimal ist.

Viele Grüße

Seb.
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 29.10.2009 - 21:02 Uhr  ·  #9
...ich rechne mal noch einen 2,5m- Repeller durch. Mal sehen
was da rauskommt....

Seb.
J.Dienstbach
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 11.11.2009 - 22:44 Uhr  ·  #10
Also ich sehe dem ganzen auch ein wenig skeptisch entgegen. Klar kann ich die Luft zu einem Gewissen Teil beschleunigen, aber es entsteht ein höherer Druck auf der Einströmseite. Somit müsste ein großer Teil der Luift von vornherein um das Windrad gehen. Wenn ich durch einen Strohalm blase, ist die Windgeschwindigkeit um ein vielfaches höher, aber ich muss auch mehr kraft aufwenden, um die Luft durch den Strohalm durchzupressen. Würde ich meine Lippen nicht 100% schließen, so würde mehr Luft an den Lippen entweichen, als durch den strohhalm raus geht.
Das ist so meine Ansicht. Sollte ich dennnoch Falsch liegen, dann belehrt mich eines Besseren...

Vielleicht bauie ich mir soetwas dann doch, wenn es funktioniert. Aber 5m Durchmesser ist ein wenig heftig... :P


Jan
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 21.11.2009 - 22:59 Uhr  ·  #11
Hallo J. Dienstbach,

Dem konnte ich nicht ganz folgen. Es geht um den vom Wind auf der Rückseite des Diffusers erzeugten Unterdruck.
Der bewirkt ein Saugen der Luft durch den Repeller.
Wenn du also durch den Strohhalm saugst, erzeugst du den entsprechenden Unterduck.
Dadurch ziehst du mehr Luft durch den Strohhalm, als draußen vorbei fliesst.
Klar bin auch dem Ganzen entsprechend skeptisch gegenüber, habe aber schon Versuche
mit kleinen Repellern mit und ohne Diffuser unternommen und eine deutliche Steigerung
mit Diffuser erfahren.
Nein, keine 5m Durchmesser, 2,5m maximal sind angedacht.
Baue aber erst mal noch eine kleinere & einfachere Variante zum "Erfahrungen sammeln".

Viele Grüße

Seb.
J.Dienstbach
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 23.11.2009 - 18:21 Uhr  ·  #12
Hallo Seb,

ob bei dieser geschichte sooo viel unterdruck erzeugt wird, bezweifle ich, denn das Gehäuse ist nur in eine Richtung konzipiert. Di Luft die dran vorbei geht verwirbelt sich dermaßen, das da kaum die rede sein kann von einem unterdruck. Das Teil müsste strömungstechnisch angepasst werden, um das es einen ordentlichen Unterdruck erzeugen kann. Das Prinzip sollte dann das Venturi sein, wenn ich das richtig verstanden habe.
Und die 5 Meter wären für meine 5m Selbstbauanlage.

Gruß

Jan
Seb
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 23.11.2009 - 22:19 Uhr  ·  #13
Hallo Jan,

Nochmals: Auch ich bin skeptisch.
Und wenn dieses Ding nicht soviel, wie die Japaner versprechen, bringt, einen Versuch ist es allemal wert.
Natürlich, alle Erfinder oder Firmen versprechen das Blaue vom Himmel, aber etwas Wahrheit ist immer dabei.
Die Frage ist, wieviel.
Das Prinzip ist nicht direkt das Venturi-Prinzip. Es bilden sich Ring-Wirbel am Rand des Diffusers aus.
Diese sehen so ähnlich aus wie die einer Vortec-Kanone. Es ist also ein klein wenig anders.
Ich für meinen Teil will es testen. Aber es muss ja etwas dran sein, am Vortec-Diffuser.
Ich lass mich mal überraschen.

Viele Grüße

Seb.
Hadrien
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.11.2009 - 13:01 Uhr  ·  #14
Hallo Leute,
Hab diese Website gefunden. Es ist ja ziemlich bekannt aber gibt ne gute Idee über die Unterschied zwischen Traum und Realität :-)

http://www.wind-works.org/articles/small_turbines.html

Bitte die Section "Shrouded Wind Turbines" Lesen in diesem fall ;-)
Es gibt auch ne paar anweisen die "ziemlich" interessant sind im bereich "Wahr oder falsch" :-) Diese Leute testen Kleinwindanlagen und sind sehr Ehrlich. Das ist, nach meine Meinung, sehr gut und "instruktive" :-)
Hoffe es hilft.
PS es ist in Englisch aber ja.. Google übersetzt schon gut :-)
Mfg,
Hadrien
Seb
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 25.11.2009 - 23:34 Uhr  ·  #15
Habe es mir angesehen. Hmmm.
Der Verfasser schreibt wie eine Art Alice Schwarzer der Anti-DAWT-Bewegung. :-)
So richtige handfeste Fakten sind auch nicht vorhanden. Okay, warum auch immer.

Ich probier´ es mal aus und halte Euch auf dem Laufendem.

Viele Grüße

Seb.
Hadrien
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Re: DAWT´s made in Nippon

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Gepostet: 28.11.2009 - 10:22 Uhr  ·  #16
Hallo,
Es gibt im kleinwinanlagens Welt viele motivierte leute. Bin eins von diesen. Ich glaube wirklich dass wir nicht wieder das Rad erfinden werden. Wie gesagt in diesem Artikel existieren die "schrouded turbines" seit lang. Sie bringen eigentlich schon was, aber die Preis unterschied ist viel zu groß um einen echtes Gewinn zu bekommen. Windturbinen Herstellern suchen immer neue design zu finden um sich eine besondere Image auf dem Markt zu erschaffen.
In meine Meinung was wichtig ist, ist mehr eine gute Kompromiss zwischen Performanz und Produktionspreis der zu schaffen ;-). Kleinwindanlangen sind noch "zu" teuer. Bis wir keine gute Konzept finden der billiger ist ind trotzdem funktioniert werden die Kleinwindanlangen noch exotische Produkte bleiben :-(
Mfg,
Hadrien
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