Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

Kein 'perpetuum mobile'- oder 'freie Energie'-Quatsch!
 
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Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 01.06.2012 - 01:46 Uhr  ·  #1
Hi allemann,

nachdem ich hier schon seit geraumer Zeit mitlese und dabei viel lernen konnte, packt mich dieses interessante Thema immer mehr.

Etwas verwunderlich finde ich allerdings die allgemeine Ablehnung gegenüber mechanischen Getrieben und die damit einhergehend schleichende Akzeptanz von Generatoren mit mangelhaften Wirkungsgraden in den Bereichen, in welchen sie betrieben werden. Ich sehe da einen Widerspruch...

Doch sei's drum,
dem Mainstream folgend, befaßte ich mich mit einer Idee, eine mechanische Übersetzung zu vermeiden und trotzdem schon bei geringstem Wind wirtschaftlich Energie ernten zu können:
Einem Windrad selbst ist es pupsegal, ob es ortsgebunden durch bewegte Luftmassen, oder ortsveränderlich durch ruhende Luftmassen bewegt, in Drehung versetzt wird. Das Ergebnis ist dasselbe: Mechanische Energie in einer verwertbaren Form.

Ausgangspunkt war eine Tabelle zur Berechnung eines Savonius, die ich (ich weiß nicht mehr genau wo) im www fand und noch um einige Berechnungen ergänzte.
Mein Gedanke war nun, auf einem Savonius drei weitere, deutlich kleinere Windräder gleichen Typs im Kreis zu platzieren. Dabei wird die Umfangsgeschwindigkeit der großen Turbine ausschließlich dazu genutzt, den drei kleineren zu akzeptablen Drehzahlen zu verhelfen, indem der Fahrtwind des großen Savonius dem 'echten' Wind hinzugefügt wird. Die dabei vom großen, generatorlosen Windrad erzeugte Leistung wird dann von den Generatoren der drei kleinen mit abgeerntet.
Da deren Drehzahl während einer Umkreisung des großen Savonius starken Schwankungen unterworfen ist, da echter Wind und Fahrtwind in einem sich stetig ändernden Winkel aufeinandertreffen, ist es sinnvoll, die Generatoren in Reihe zu schalten. (Gewisse Parallelen der Spannungsschwankungen während eines Umlaufes zur Phasenlage von Drehstrom sind nicht zufällig.)
Durch die Reihenschaltung der drei Generatoren und die relativ hohen Drehzahlen der kleinen Turbinen wird so schon bei sehr wenig Wind eine z.B. zu Ladezwecken geeignete Spannung bereitgestellt.

Die Dimensionierung der Rotoren ist so anzupassen, daß die große Turbine möglichst viel Fahrtwind für die kleinen Windräder zur Verfügung stellt, ohne von diesen mechanisch 'abgewürgt' zu werden.

Für starken Wind oder für große Leistungen ist die Idee wahrscheinlich nicht geeignet, da bei 'richtig' Wind die Anlage außer Kontrolle geraten könnte. Für kleine bis kleinste Anlagen bei ungünstiger Aufstellung (Campingbeleuchtung, Handy aufladen) finde ich die Sache aber durchaus interessant...

Was halten die Experten davon?
Habe ich irgendwo einen Denkfehler?
Hat jemand sowas schon gebaut?
Ich bin gespannt auf Eure Meinungen!

Gruß aus MD
Ditmar

P.S.:
Im Anhang findet Ihr eine Tabelle, mit der man verschiedene Beispiele durchrechnen kann.
Die Tabelle ist dimensionslos (Durchmesser nicht in Metern, Leistung nicht in Watt!). Um die Berechnung zu vereinfachen, wurde vorerst nur mit Verhältnissen gearbeitet.

P.P.S.:
Sollte sich mein Thema im falschen Forum befinden (ich bin mir nicht sicher), bitte ich um Verschiebung.
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 01.06.2012 - 08:28 Uhr  ·  #2
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 01.06.2012 - 16:15 Uhr  ·  #3
O-) mhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh......
kannst Du da mal eine Zeichnung oder Skizze einstellen, so wie Du Dir das im praktischen Aufbau
vorstellst? Anhand der Tabelle ist mir da einiges nicht klar, stelle mir das auch nicht so einfach vor, so etwas zu realisieren, sind aber hier im Forum generell an neuen Ideen interessiert und versuchen gerne weiter zu helfen, so uns dies möglich ist.
Meines Wissens gibt es keine solche Version, die da jemand shon gebaut hat, könnte mich aber auch irren, denn jeden tag werden zigt tausend Dinge ins Web gestellt.

Gruss Bruno
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 02.06.2012 - 00:31 Uhr  ·  #4
Hallo Ditmar
So was vergleichbares gab es schon mal, zumindest in der Theorie wurde das veröffentlich. Ob es auch ausgeführt wurde, weiss ich nicht. Der Zweck war die notwendige Generatordrehzahl "einfacher" zu erzeugen Das ganze war allerdings mit Hozizontal-WkAs ausgeführt, welche logischerweise auch viel schneller drehen. Der Propeller drehte einfach lehr und an jedem Rotorblatt war an dessen Ende eine kleine WkA im fast 90 Grad-Winkel angebracht.
Für mich ist sowas ziemlich unsinnig, weil du an den Rotorblättern, sowohl den Grossen wie den Kleinen ein wesentlich schlechteren Wirkungsgrad hast als an jedem konventionellen Getriebe.
Gruss
Constant
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 02.06.2012 - 04:15 Uhr  ·  #5
Hi allemann,

@ XXLRay:
Sooo schlimm sollte das nicht werden, besonders da die drei kleinen Rotoren im Vergleich zum großen geradezu winzig werden. Ich war beim spielen mit meiner Tabelle echt erstaunt, auf welch geringe Abmaße ich gekommen bin.

@ soderica:
Ich hoffe, ich komme am WE dazu, eine maßstäbliche Skizze zu erstellen.

@ Constant:
Der Wirkungsgrad geht ja schon bei der Berechnung der Rotorgröße in die Konstruktion ein und ist bei kleinen Anlagen eh meist schlechter, als bei großen.

Das primäre Problem welches ich zu lösen versuche, ist, mit einer sehr kleinen Anlage (ca 0,25 m² Erntefläche) schon bei sehr wenig Wind und/oder ungünstiger (weil mobiler) Aufstellung ausreichend Spannung zu erzeugen, um eine sinnvolle Anwendung zu ermöglichen. Die eigentlich erzeugte Maximalleistung ist da weniger wichtig, als der Zeitraum, über welchen diese zur Verfügung steht. Letztendlich erzeugt eine Anlage, die nur zwei Stunden am Tag ausreichend Wind bekommt um - dann sehr effizient - fünf Watt zu erzeugen, weniger Strom, als eine weniger effiziente 'Schwachwindanlage', die bei gleichem Wind nur drei Watt bereitstellt, das aber 20 Stunden am Tag.

Sturmfestigkeit ist hier such kein Thema,
entweder man blockiert nur den großen Rotor, oder man nimmt einfach die Kiste am Henkel und stellt sie in den Kofferraum...

Für Großanlagen übersteigt sicherlich der Aufwand den Nutzen, aber bei kleinen Leistungen im mobilen Einsatz sehe ich durchaus Anwendungsmöglichkeiten.
...
 
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 06.06.2012 - 21:12 Uhr  ·  #6
Tja-bei einer Horizontalchsanlage mit rotoren an den Spitzen sieht das so aus:

Da hat man einen Wirkungsgrad von 0.5 maximal der grossen Anlage und nochmal maximal 0.5 der äusseren.
(Mit gigantischen Blattspitzengeschwindigkeiten!)
Macht 0.5*0.5 =0.25 =25% Wirkungsgrad.

Mit Excel wird das auch nicht viel besser.

@Constant: Guter Spruch- werde ich mir merken!
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 10.06.2012 - 22:28 Uhr  ·  #7
Hallo,

nochmal zum mitmeißeln:
Es geht mir nicht darum, maximalen Wirkungsgrad zu erzielen, sondern darum, bei Schwachwind mit einer VAWT schon eine verwertbare Spannung bereitzustellen.
Hohe Drehzahlen sind hier also ausdrücklich erwünscht!

Als Generatoren habe ich Glockenankermotoren ins Auge gefaßt. Die möchte ich (wegen der erzielbaren Spannung) in Reihe schalten. Leider reichen meine elektrischen Kenntnisse nicht so weit, daß ich mir vorstellen kann, wie sich die stark unterschiedlichen Drehzahlen der drei Generatoren dabei auf den Strom auswirken.
Kann mir das mal jemand erklären?
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 11.06.2012 - 07:17 Uhr  ·  #8
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 13.06.2012 - 00:26 Uhr  ·  #9
Erinnert mit irgendwie an das Prinzip der Mantelturbinen aber nicht vom Aufbau sondern das der Gesamtertrag kleiner sein wird wie ein normaler Savonius in der selben Größe der 3 Außenläufer Endpunkte.
Perpetum Mobile´s haben sich in der Praxis nicht bewährt die Energie wird sich nicht gegeneinander multiplizieren (InnenläuferxAußenläufer) sondern subtrahieren sprich gegeneinander behindern in der Strömung.
Interesannt wirds sicher zum ansehen, aber Energiegewinn wird nicht drinn sein.
Die verwertbare Spannung hängt nicht von der Drehzahl ab sondern vom Generatortyp, mit dem richtigen hast auch bei niedriger Umdrehungszahl genug Volt.
Gruß Hans
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Re: Aerodynamisches Getriebe oder wie machen wir unseren Wind selber

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Gepostet: 13.06.2012 - 15:26 Uhr  ·  #10
...und wenn nicht, verwendet man ein Getriebe, auch dort gibt es tolle Lösung mit Planetengetrieben oder Riemenübersetzungen...
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