Projekt: 5 kw Kleinwindkraftanlage

Hallo,

ich stehe vor der Konzeption einer Kleinwindkraftanlage und wäre sehr an einem Meinungsaustauch interessiert. Etwaige Erkenntnisse sollen in die Projektierung mit einfließen.

Grunddaten:
Höhe: 6 m
Rotorhöhe: 4 m
Rotordurchmesser: 40 cm
Zu erzielende Generatorleistung: 5 - 6 Kw
Speisung: Netz

Illustrationen seht ihr hier:







Ich bin gespannt auf eure Meinungen...

Sonnige Grüße neoh

Ich bin in der Findungsphase und unterhalte mich erst morgen mit einem Konstrukteur. Innerhalb der anschließenden Planungsphase sollten dann auch die zu verwendenden Materialien feststehen und im Anschluss auch die Fertigungspreise... So der Plan...

Ganz sicher liegt der Materialpreis dieser Anlage über den herkömmlichen Horizontalachsern. Jedoch würde ich mir keinen Horizontalachser in meinen kleinen Vorgarten stellen, ebensowenig wie ein 15 bis 20 Meter Mast. Ich möchte in gewisser Weise neue Wege gehen und eine Anlage konzipieren, welche sich stylistisch in die jeweilige Wohn- und Gewerbeumgebung integriert und nicht als Fremdkörper wahrgenommen wird, sowohl von der Geräuschentwicklung als auch vom Aussehen her.

Sorry....

Erste Gespräche mit einem Kontrukteurbüro haben ergeben, dass die Rotoren auf Grund des geringen Durchmessers Schnellläufer sein werden. Was das genau heißt, werde ich hoffentlich in der weiteren Planungsphase erfahren. Eine genaue Auskunft über die Zielwindgeschwindigkeit kann ich dir daher noch nicht geben.

Was schätzt du, wäre bei dieser Anlagenform eine "glaubwürdige" Zielwindgeschwindigkeit?

Das Wort "Widerstandsläufer" habe ich von den Konstrukteuren auch gehört. Die Illustration hat 8 Blätter pro Rotor, ob die Anlage tatsächlich mit 8 oder eher mit 4 Blättern umgesetzt wird, entscheidet sich in der weiteren Projektierung.

Die Formel habe ich mir im Grundlagenbereich mal angesehen. Ist sie bei dieser Anlage tatsächlich so anwendbar? Die Anlage ist ähnlich dem eines Savonius-Rotors. Jedoch gebe ich zu bedenken, dass die "rückläufigen" Flügelseiten der zwei Rotoren nicht gegen den Wind arbeiten müssen.

Es gibt hier im Forum einen Beitrag bei dem die rückläufigen Rotorblätter auch gegen den Wind angeschirmt wurden und eine nicht zu verachtende Leistungssteigerung dokumentiert wurde.

Hier der Link: Leistungssteigerung C-Rotor

Ich habe bisher keine Erfahrungen mit Kleinwindanlagen. Mein Antrieb ist einfach mein Verlangen nach einer nachhaltigen und eigenproduzierten Energieversorgung, die ich mir persönlich und unter Umständen auch Andere in den Garten oder aufs Flachdach stellen würde. Eine Propelleranlage, egal ob horizontal oder vertikal, käme für mich schon aus rein ästhetischen Gründen nicht in Betracht. Sollte diese Anlage einmal funktionieren, hoffe ich, dass sich viele Interessenten vom Design der Anlage angesprochen fühlen und für ihre eigene Stromversorgung sorgen, egal ob mitten in der Stadt (auf Hausdächern) oder auf dem platten Land.

Fotos der Anlagen von eightwind und agewind habe ich gesehen. Diese Anlagen arbeiten jedoch nur mit einem Rotor, außerdem habe ich etwas von Konzentrator gelesen und dem Verdichten der anströmenden Luft. Diese Prinzip setze ich mit meiner Anlage nicht um. Das Einzige, was wir gemein haben, ist die Abdeckung der Rotorseite, welche der Windrichtung entgegenarbeitet.

Die Form der Rotorblätter (Walzen, Schaufeln oder etwas ganz anderes) ist noch nicht bis ins Detail geklärt. Ich glaube jedoch, dass sich der Staueffekt nicht vollends unterdrücken lässt, jedoch hoffe ich, dass die Konstrukteure im ersten Step auch ohne Windkanal zu einem passablen Ergebnis kommen.

Keiner kann bisher sagen, ob sich diese Anlage überhaupt drehen wird, ob sie überhaupt die angedachte Menge an Energie produzieren wird und ob sie auch zu einem annehmbaren Preis produziert werden kann. Alles in den Kinderschuhen sozusagen...

Nachdem du die Illustrationen der Anlage gesehen hast, könntest du dir vorstellen, diese Anlage bei dir oder einem Bekannten aufzustellen? Und was für eine Leistung müsste sie mindestens erbringen, damit es für dich attraktiv wäre?

Damit ich mir so ein Windrad aufstelle, müsste es definitv mehr Leistung bringen, als ein 300W Black oder FD-Windrad. Die sind mit einem Durchmesser von 1,2m bzw 1,5m sogar schmaler als dein Design und vermutlich deutlich günstiger.

Da selbst diese guten Anlagen nur schwer rentabel zu betreiben sind, müsstest du bei dir entweder auf der Kosten- oder auf der Ertragsseite deutlich besser sein.

Im Grunde arbeitest du ja schon mir einem Konzentrator. In der Frontansicht ist deutlich zu sehen, dass du die Luft von der Mitte auf die Rotorblätter leitest. Mein Tipp wäre, die Rotoren an der Rückseite nicht zu verkleiden oder zumindest Abluftkanäle vorzusehen. Dadurch kannst du den Staueffekt verringern. Evtl kannst du so auch einen Diffusoreffekt erzeugen. Das ist zwar keine Wunderwaffe, wie häufig behauptet wird, dürfte sich aber zumindest auf das vorhandene Design positiv auswirken.

Mein ernst gemeinter Rat ist, dass du dein Design weiterhin verfeinerst, die aber zunächst mal die Grundlagen an existierenden Anlagen aneignest. Nur so verstehst du, warum bestimmte Sachen funktionieren und andere nicht.

Du machst es mir ungleich leichter, dir zu helfen, wenn du deine Berechnungen gleich mitlieferst und mir nicht nur das Ergebnis vor die Nase knallst.

Entscheident für die Berechnungsgrundlage der Fläche ist deine Frontansicht. Du hast zwei Rotoren jeweils mit den Maßen 0,4m x 4m. Dazwischen scheint mir nicht viel Platz zu sein. Streng genommen müsste man den Windleitenden Kram oberhalb und unterhalb auch einrechenen, aber das lass ich jetzt mal als "Deko" weg. Du hast also eine durchströmte Fläche von 2 x 0,4 x 4m = 3,2m².

Bei 7m/s Windgeschwindigkeit ergibt das eine Leistung von 0,6 x 7³ x 3,2 x 0,2 x W = 132W. Ich bekomm also ein anderes Ergebnis.

Ja, mit den Werten komme ich auf das gleiche Ergebnis. 40% Wirkungsgrad sind meiner Meinung nach aber mehr als nur optimistisch. Bei den Rotoren würde ich statt der Schaufeln tatsächlich auf ein durchströmtes Savoniusdesign setzten. Am besten mit Benesh- oder sogar Rahai-Profil.

Das versteh ich nicht. Warum soll da kein Wind hin???


Die Physik lässt sich nunmal nicht bestechen. Du darfst dir das gerne schönreden soviel du möchtest. Von mir wirst du nur möglichst realistische Abschätzungen erhalten.


Nein, die Hauptursache liegt (meiner Meinung nach) darin, dass du nahezu kein Liftmoment ausnutzen kannst. Der maximaleWirkungsgrad eines durchströmten Savonius liegt bei maximal ca. 28%. Mit einer Abdeckung kannst du das vielleicht auf 30% steigern. Mit Benesh- oder Rahi-Profil lassen sich evtl noch ein oder zwei Prozent rausholen. Das war es dann aber schon. Dazu kommen dann noch Reibungsverluste in den Lagern, dem Generator, sowie Leitungs- und Elektronikverluste.

Die Abluft muss ohnehin irgendwo hin. Momentan fängst du sie ein.


Dein Rotor ist (so) konstriktionsbedingt kein Schnelläufer sondern wird eine SLZ unter 1 haben.


Das liegt nicht am Durchmesser sondern an der Bauart. Deine Rotoren können nur schneller als der Wind drehen, wenn sie ein Liftmoment entwickeln. Dein Rotor arbeitet wie ein Blatt Papier, das vom Wind getrieben wird. Das kann den Wind auch nicht überholen.


Also bitte, das ist jetzt aber billigste Suchmaschinenarbeit. Wirkungsgrad um die 35%, SLZ 3-6.