Windkraftanlage für wenig Wind

 
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Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 22.05.2011 - 22:44 Uhr  ·  #1
Hallo Leute,

ich bin neu hier. Den Satz hört Ihr sicher nicht zum ersten Mal :-)

Bin durch Zufall auf dieses Forum gestoßen. Wollte ursprünglich nur ein kleine Windrad bauen für den Garten.
Als Deko halt.
Das es jetzt nicht dabei bleibt kann man sich vielleicht zusammenreimen.

Ich habe die letzten Tage nun durch meine Recherchen erfahren das es mehr als nur ein Windrad gibt.
Savonius, Darrieus, die typischen Windräder und so weiter.

Mich würde nun interessieren da meine Erfahrung sich noch stark in Grenzen hält, welche dieser vielen Varianten
für geringe Windstärken am effektivsten ist. Klar möchte ich über kurz oder lang auch mal einen kleinen Generator
antreiben. Dieser soll aber dann für den Anfang auch nicht mehr machen als im Garten die Nacht über ein paar LED,s
betreiben. Natürlich über einen Akku.

Aber zurück zu meiner Frage. Welche Art von Windrad erzeugt auch bei geringeren Windgeschwindigkeiten einen
hohen Drehmoment und eine hohe Schnelllaufzahl um später ein mal für mein Vorhaben zu funktionieren.

Danke schon ein mal im Vorraus.

Giuseppe
XXLRay
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 23.05.2011 - 08:55 Uhr  ·  #2
Man sagt zwar immer Langsamläufern (das ist klassischer Weise der Savonius, aber auch Horizontalachser z.B. ein Westernwindrad können als Langsamläufer konzipiert werden) nach, dass sie besonders für Schwachwindgebiete geeignet sind, aber auch ein Schnelläufer wie das Black300 erreichen bei wenig Wind gute Ergebnisse.
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 25.05.2011 - 00:11 Uhr  ·  #3
Danke für die Antwort.
Wenn ich nun einen Savonius mit einem Darrieus vergleiche. Welches von beiden wäre für geringeren Wind tauglicher. Wie groß müssen in etwa die dimensionen ausfallen wenn man mit einem von diesen Windrädern einen umgebauten Waschmaschinenmotor oder Lichtmaschine betreiben möchte.

Gut möglich das man das nicht so ohne weiteres pauschalisieren kann.

Danke
Carl
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 25.05.2011 - 06:00 Uhr  ·  #4
Es kommt nicht nur auf die Windstärke sondern auch darauf an, ob die Luft stark verwirbelt ist oder nicht. Ist sie stark verwirbelt, so kommen eigentlich nur Savonius oder C-Rotor in Frage. Der Darrieus-Rotor ist auch nicht unempfindlich gegen Turbulenz und Wechsel der Windgeschwindigkeiten. Eine unmodifizierte Lichtmaschine kannst Du wegen der dann nötigen hohen Drehzahlen auch mit goßem Übersetzungsgetriebe nicht sinnvoll betreiben, weil eine Übersetzung zuviel Reibungsverluste ergibt, die bei Kleinanlagen einen Großteil des Energiegewinns "wegfressen". Am besten eignen sich direktbetriebene Generatoren mit sehr niedriger Nenndrehzahl. Hast Du guten Schwachwind, der laminar und ohne Verwirbelungen auftritt, dann ist wegen des höheren Wirkungsgrades die beste Lösung ein Horizontalläufer wie der von XXLRay vorgeschlagene Black 300 oder auch selbstgebaute Vielflügler wie die dekorative Westernmill mit ihrer Windrose. Die Baugröße nach der Leistung von Lichtmaschinen und Waschmaschinenmotoren ausgehend wäre bei 2m Durchmesser bei horizontalen und 2,5m x 2,5m bei vertikalen Läufern in schwachem Wind etwa ein Anhaltspunkt. Man kann aber auch vorher mit kleinen Rotoren experimentieren, Nabendynamos aus Fahrrad oder Steppermotoren aus alten Druckern können schon kräftig Licht mit Led´s machen.

Gruß, Carl
XXLRay
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 25.05.2011 - 08:26 Uhr  ·  #5
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 25.05.2011 - 21:58 Uhr  ·  #6
Ja Danke für die rasche Antwort. Das mit den Infos im Grundlagenbereich werde ich mir noch antun. Wie ist das aber mit 2,5x2,5 bei vertikalen Läufern. Wenn ich einen Savonius mir als Zylinder vorstelle, was ist da der Radius was, die Höhe?

Danke
Carl
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Abmessung Savonius

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Gepostet: 25.05.2011 - 22:54 Uhr  ·  #7
Du könntest z.B. den Savonius mit zwei aufeinander montierten und gegeneinander für ruhigeren Lauf versetzten Turbinen als länglichen Zylinder mit 2m Durchmesser und insgesamt 3m Höhe bauen.
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 25.05.2011 - 23:33 Uhr  ·  #8
Ich habs befürchtet. Dachte mir schon das Du es so meinst. Ich wohne zur Miete mit nem kleinen Garten :-) Wenn ich son Teil da rein stelle, passt der Grill nicht mehr rein.

Aber Spass bei seite. Mit der Hälfte der Maße würde ich nicht weiter kommen?

Ist es von Vorteil bei kleineren Maßen die zwei Bauformen zu kombinieren? Also Savonius mit Darrieus. Kann man damit die Größe wieder kompensieren.

Grüße

Giuseppe
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 26.05.2011 - 00:38 Uhr  ·  #9
Auszug deines Anliegens:
"Mich würde nun interessieren da meine Erfahrung sich noch stark in Grenzen hält, welche dieser vielen Varianten
für geringe Windstärken am effektivsten ist.

Grundsätzlich da du an Lichtmaschine und anderes im Hinterkopf denkst die die größte Repellerfläche hat.
Ein Vertikalläufer wäre bei kleinem Garten und damit verbundenen Wirbeln wohl noch die beste Wahl.
Carl hat dies bereits gut auf den Punkt gebracht.
Doch mit den halben Maßen gehts auch, hast dann aber nur mehr ein Viertel Strom und das nür über die hälfte der Zeit weil sonst nicht mal die Anlaufkraft für die Übersetzung reicht.

Gruß Hans
XXLRay
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 26.05.2011 - 08:51 Uhr  ·  #10
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 26.05.2011 - 22:50 Uhr  ·  #11
Also ich werde mich dann wohl an die Umsetzung der Savonius Variante machen. Das mit der Lichtmaschine ist vielleicht mal für später interessant. Ich werde erst einmal kleine Brötchen backen und mit einem einfachen Elektromotor, bzw. einem Schrittmotor anfangen.
Als Dimensionen werde ich einen Gesamtdurchmesser von 60 cm wählen. Dementsprechen soll dann die Höhe ausfallen. Wie gesagt kleine brötchen für den Anfang. Was meint Ihr zu diesen Maßen, für nen kleinen Schrittmotor ok?
Dann stelle ich mir noch folgende Fragen. Es gibt im Netz eine Savonius optimierte Variante mit rundum angebrachten Lamellen, die den Wind optimal in das Windrad einlenkt. Lohnt sich der Aufwand?
Meine zweite Frage, was haltet Ihr davon http://www.youtube.com/watch?v=0KVaVNTGh2s mir schein die linke Variante ja offensichtlich erheblich effektiver oder übersehe ich da was?

Grüße

Giuseppe
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 27.05.2011 - 08:50 Uhr  ·  #12
Meiner Meinung nach lohnt sich der Aufwand nicht. Der Rotor dreht zwar schon bei jedem Furz, aber in den lauen Lüftchen stecken auch nur wenige Milliwatt Leistung.

Einen Savonius solltest du möglichst schlank bauen. Das heißt höher, als breit. Dadurch hast du höhere Drehzahlen und erreichst so leichter deine Ladespannung. Grundsätzlich ist die Fläche mit 0,6m x 0,6m = 0,36m2 aber durchaus geeignet fpr einen kleinen Schrittmotor.
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 27.05.2011 - 13:46 Uhr  ·  #13
Also ich hab da mal was aufgesetzt. Was ist effektiver liks oder rechst?
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 27.05.2011 - 13:53 Uhr  ·  #14
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 27.05.2011 - 13:57 Uhr  ·  #15
und meinst Du das die Anzahl der Stufen von vorteil ist oder sind es zu viele oder zu wenige. Wenn man es überhaupt so sagen kann.
Die Welle die in der Mitte durchläuft, kann die durchlaufen oder behindert die den Windfluss.
Ansonsten dachte ich da an stehlager für die Aufnahme der Welle, oder sind die zu schwergängig?

Grüße

Giuseppe
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 27.05.2011 - 14:04 Uhr  ·  #16
Sicher behindert die Welle in gewisser Weise den Windfluss. Beim Savonius ist das aber zu vernachlässigen.

Mehr Stufen sorgen meiner Meinung nach nicht für deutlich bessere Laufeigenschaften. Du brauchst aber am besten eine ungerade Anzahl. Dementsprechend sind drei Stufen schon ziemlich optimal.
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 29.05.2011 - 23:47 Uhr  ·  #17
Hallo Leute,

kleines Update. Ich habe nun mal im Keller gekrammt und einen Schrittmotor gefunden, desweiteren habe ich noch zwei alte Netzteile geplündert. Mir geht es jetzt um den Generator sowie erst einmal einen dazu passenden Gleichrichter. Im Anhang habe ich zwei Bilder. Einmal der Motor und dann der aufgebaute Gleichrichter.
Hierzu hätte ich ein paar wenige Fragen. Den Motor habe ich soweit verkabelt. Jetzt war meine Überlegung des Kabelpaar an jeweils einen Brückegleichrichter und zum glätten der Spannung an jedem Gleichrichter einen Kondensator.
Soweit OK? Die Kondensatoren haben jeweils 200V und 680 µF, kann ich die nehmen?
So meine andere Frage wäre die Ausgänge dieser beiden Kondensator, parallel oder seriel schalten?

Was ist wichtiger Spannung oder Strom?

Grüße

Giuseppe
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 30.05.2011 - 08:14 Uhr  ·  #18
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 30.05.2011 - 12:59 Uhr  ·  #19
hmm OK.

Kannst Du mir zur Ladespannung was sagen? Angenommen ich habe einen Akku mit 12 Volt und 5 Ah. Was muss mein Generator bringen an Spannung, muss die über 12 Volt liegen?
oder kann der Akku auch mit 5 Volt geladen werden vorausgesetzt die Schaltung passt.

Was den Generator angeht, wenn dieser Schrittmotor bei 12Volt 1000 Umdrehungen macht, kann ich im Umkehrschluss davon ausgehen das er bei angetriebene 1000 Umdrehungen mir 12 Volt liefert?


Danke
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Re: Windkraftanlage für wenig Wind

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Gepostet: 30.05.2011 - 13:43 Uhr  ·  #20
Hallo Giuseppe,

die Ladespannung von einem Blei Säure Akku liegt bei 25 °C zwischen 13.8 V und 16 Volt je nach Ladeverfahren.
Ein voller Bleisäure Akku hat 12.8 V Spannung (25 °C) diese Spannung muss man sozusagen mindestens aufbauen,
das was man über 12.8 V an Spannung hat, steht dann zur Verfügung um einen Strom zu erzeugen, der den Akku lädt.

Bei 'normalen' Ladeverfahren sind üblicherweise 14.5 Volt (max. 15 Volt) Ladespannung ein guter Kompromiss.
Diese sollte auch realistisch erreichbar sein.

Vielleicht hilft dir das ja

Gruß Frank
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