Darrieus Projekt

VAWT

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Darrieus Projekt

· Gepostet: 17.06.2010 - 00:40 Uhr · #1

Hallo,

bin dabei mir ein Darrieus Windrad mit einem Scheibengenerator zu bauen. Es soll eine 12V Batterie laden. Jedoch bringt es gerade 2V bei einer Drehzahl von ungefähr 30 u/min. Ich habe einen Scheibengenerator mit 12 Spulen und 16 Magnetpaaren gebaut.

Scheibengenerator:

Magnete: 16 paare N42 15/30/6mm
Spulen: 12 St. 90 Windungen 1mm Draht
abstand zwischen den Magneten: 14mm

Meine Frage würde es was bringen wenn ich 90 Windungen mit acht 0,25mm Drähten parallel wickeln würde ?

Probelauf ohne Generator:
http://www.youtube.com/watch?v=vKPNprHe3l8

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XXLRay

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 17.06.2010 - 10:42 Uhr · #2

Meiner Meinung nach ist die Profilsehne der Flügel zu lang. Das Windrad dreht zu langsam. Ich glaube nicht, dass es schon ein Liftmoment entwickelt. Hast du mal eine Leistungskurve deines Generators aufgenommen? Unter Umständen passt die gar nicht zur Leistung des Windrades.

VAWT

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 24.06.2010 - 00:42 Uhr · #3

Hallo,

habe die Flügel nach eigenen ermessen aus Gfk mit Stahleinlage gebaut. Werde mir neue bauen. Wo bekomme ich das Profil und die Formel zum berechnen der Profilsehne her ?
Und wie nehme ich die Leistungskurve des Generators auf ?

Bin noch recht unerfahren auf dem Gebiet.

XXLRay

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 24.06.2010 - 09:22 Uhr · #4

Ein zusätzliches Problem dürfte sein, dass dein Windrad extrem ungünstig steht. Das Gebäude wirft ordentlich Windschatten. Du solltest unbedingt freier (und höher) aufstellen. Besorg dir mal ein Windmessgerät (Anemometer). Einfache Geräte sind für dich vollkommen ausreichend und du bekommst sie schon schon für €30,- zzgl. Versand. Damit kannst du die Windstärke besser einschätzen. Alles unter 3m/s ist im Grunde kaum zu gebrauchen.

Als Profil sind für erste Versuche NACA-Profile gut geeignet. Momentan gibt es Tendenzen dazu, bei Darrieusrotoren ohne Exzenterwindnachführung, den Bogen der Profilsehne an den Umkreis des Windrades anzupassen. Das wirst du aber selbst mit CAD-Tools oder von Hand an deine Windradgröße anpassen müssen.

Um die Leistungskurve eines Generators aufzunehmen, schließt du deinen Verbraucher an den Generator an. In deinem Fall ist das eine 12V Akku. Dafür musst du die erzeugte Spannung (je nach Generator) noch gleichrichten. Du stellst dein Multimeter auf Spannungsmessung ein und schaltest es partallel zum Verbraucher. Dann treibst du den Generator mit z.B. einer Bohrmaschine oder einer Drehbank an und notierst die erreichten Spannungen bei den Unterschiedlichen Drehzahlen. Das sieht dann etwa so aus:

Code

[1/min]     U[V]
    0         0
  100         5
  200        10
  300        15
  400        20

Danach schaltest du dein Multimeter auf Strommessung um, schaltest es in Reihe zum Verbraucher und und notiert die Ströme zu jeder Drehzahl. Das sieht dann etwa so aus:

Code

[1/min]     I[A]
    0         0
  100         0
  200         0
  300         1
  400         2

Leistung is Spannung mal Strom. Wenn du jetzt also zu jeder Drehzahl Spannung und Strom Multiplizierst, erhältst du eine Drehzahlabhängige Leistungskurve. Danach kann man dann die Größe des Windrades berechnen. Das sieht dann etwa so aus:

Code

[1/min]     P[W]
    0         0
  100         0
  200         0
  300        15
  400        40

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 24.06.2010 - 15:34 Uhr · #5

Hallo hier die Leistungskurve von meinem Generator.

Als Verbraucher habe ich eine Glühbirne 12V 5W eingesetzt.

1/min Volt Ampere

25 1,0 0,1
50 3,6 0,18
100 9,0 0,3
150 13,0 0,4

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 24.06.2010 - 18:04 Uhr · #6

Hier mal ein erstentwurf von einem NACA0018 Profil mit einer gebogenen Profilsehne. Die Profillänge ist 140mm. Als Kern verwende ich Styropor und für die stabilität sorgt ein Flacheisen mit 40/8mm.

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XXLRay

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 24.06.2010 - 18:06 Uhr · #7

Also sieht deine Leistungskurve folgendermaßen aus:

Code

[1/min]     P[W]
    0         0
   25         0,1
   50         0,65
  100        2,7
  150        5,2

Damit dürfte der Ladebeginn bei dir irgendwo zwischen 100 und 150 1/min liegen, weil die Spannung da über deine gewünschten 12V Akkuspannung steigt. Jetzt überlegst du dir, bei welcher Windgeschwindigkeit du laden willst. Ich schlage mal 3m/s vor. Mit den Formeln aus dem Grundlagenbereich zur Leistungsberechnung kannst du jetzt ermitteln, wie groß dein Windrad sein muss um bei 3m/s etwa 5W zu leisten.
Ob das Windrad dann auch die gewünschte Drehzahl erreicht hängt vom verwendeten Profil ab. Zur Not musst du mit einer Übersetzung arbeiten.
Die Ermittlung der Profilform ergibt erst dann Sinn, wenn du weißt, wie groß dein Windrad sein muss.

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 27.06.2010 - 15:46 Uhr · #8

Hallo habe die grösse des Windrades berechnet.

5w (leistung)/0,5/1,25kg/m³(luftdichte)/(3m/s)³(Windgeschwindigkeit)/0,3(Wirkungsgrad)= 2,96m² kann das sein ?

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 27.06.2010 - 16:07 Uhr · #9

Hallo habe jetz noch den Durchmesser für die erforderliche Drehzahl von 140 U/min berechnet.

60*1,5 (SLZ)*3m/s(windgeschwindigkeit)/140 (Drehzahl)=1,93m (Umfang)

1,93m (Umfang) / 3,14 (Pi) =0,61m (Durchmesser)
Das sind dann 4,85m lange flügel kann das sein ? und liege ich mit einer Schnelllaufzahl von 1,5 und einem Wirkungsgrad von 30% richtig ?

XXLRay

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 27.06.2010 - 18:30 Uhr · #10

Bei der Flächenberechnung hast du vermutlich einmal zu wenig durch die Windgeschwindigkeit geteilt. Ich komm auf ziemlich genau einen Quadratmeter. Beim Wirkungsgrad bist du für einen Selbstbai vielleicht etwas optimistisch. Wenn du weniger annimmst, hast du mehr Sicherheit.

Die Schnelllaufzahl für einen Darrieus sollte unbedingt höher sein. Meiner Meinung nach zumindest 3. Das sollte mit NACA-Profilen aber auch erreicht werden.

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 28.06.2010 - 22:41 Uhr · #11

zum glück habe ich mich verrechnet

.

war schon fast deprimiert bei dem schlechten Ergebnis. Werde nun neue Flügel bauen mit dem Profil von oben nur die stabilisierung mit dem Flacheisen wird warscheinlich durch zwei Rohre ersetzt. Die Flügellänge wird 2m betragen, die Sehne 140mm, der durchmesser des Windrades bleibt bei einem Meter.

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 30.06.2010 - 23:08 Uhr · #12

Hier nochmal ein Test Video mit Generator jedoch ohne Verbraucher.

http://www.youtube.com/watch?v=PinDabpc-y4

XXLRay

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Re: Darrieus Projekt

· Gepostet: 01.07.2010 - 08:38 Uhr · #13

Genau erkennen kann ich zwar nicht alles, aber die Bäume scheinen sich recht wenig zu bewegen. Das deutet also auf wenig Wind hin. Auch die Bebauung spricht dafür, dass du in der Höhe extrem schlechte Windverhältnisse hast. Da kannst du mit keinem Windrad große Leistungen erwarten. Sorg zum einen dafür, dass man die Windstärke erkennen kann (Flatterband reicht da schon) und zum anderen dass das Windrad höhere oder auf freier Fläche steht.