1KW "Hybrid" Darrieus Savonius -geplante Anlage

Dein Rotor gefällt mir soweit gut, vor allem weil durch die Halbschalen als Widerstandsläufer und Anlaufhilfe nicht wie mit einem Savonius (Was Du da hast ist keiner) der Innenraum stark zugebaut ist sondern eben nur die Abschnitte am Tragarm!

Da der Rotor so schon fertig gekauft werden soll, mache ich dazu keine ausführlichen Verbesserungsvorschläge.

Man kann das Volumen dieser Halbschalen durch eine andere effiziente Technik noch stark verkleinern, indem man in sehr kurzen Abschnitten am äußeren (wirkungsvollsten) Hebel der Tragarme vorne vor die Darrieusprofile ein Vorflügelstück nach der Bauweise wie beim C-Rotor vorsetzt. Da reichen ziemlich kleine Teile, der Rotor wird noch besser durchströmt weil der Hebelarm so weit draussen das höchste Drehmoment erzeugt und deshalb nur kleine Vorflügel für die Starthilfe reichen.

Denn nur darum geht es auch bei Deinem Modell, Darrieusflügel reagieren generell etwas träge bei Böen (schnelle Windgeschwindigkeitswechsel) und beim Anfahren, sie generieren ihre besten Resultate erst durch die Vektorgeschwindigkeit und haben im Stand oder bei Geschwindigkeitswechseln nicht sofort den vollen Schub. C- Vorflügel haben diesen Schub sofort, als Langsamläufer nur an kleinen Abschnitten des Darrieusprofils können sie ohne sperrig zu wirken die nötigen Hilfen geben ohne die Schnelllaufzahl der restlichen weit größeren freistehenden Flügelabschnitte des Darrieusprofils relevant zu reduzieren.

Der Vorschlag muß nicht zwingend gemacht werden, ich denke, Dein Rotor ist so auch so schon sehr gut, es sei denn Du bist nur mit dem Aller- Besten zufrieden und möchtest unbedingt in eine Avantgarde vorstoßen, die sich die Perfektion zum Ziel gemacht hat.

Hallo Carl, danke für deinen Tip, das werde ich mir genauer ansehen sobald der Rotor bei mir eintrifft, diesen habe ich soeben bestellt!
Wie die Qualität ist, sehe ich dann leider erst später. Hier habe ich ein Video gefunden wie zumindest die Verpackung und Anleitung dafür aussieht:


Die Flügel kommen in weiß, ich werde sie dann wahrscheinlich noch lackieren (Himmelblau oder grün) sodass sich dies besser "in die Landschaft" einfügt!
Macht es bei der Lackierung sinn, das irgendwie nano zu versiegeln? (damit eben auch kein Vogelkot, etc, daran haften bleibt?)

Halll FamZim,

ja, ist eine Bürstenmaschine, also der Generator wird mit dem Rotor im Set verkauft, insofern sollte die Drehzahl zum Repeller passen! (ist ja ein Planetengetriebe eingebaut mit einer übersetztung von ?1:100? )
Kondensatoren -> bzw. ELKOS -> hast du hierfür eine Quelle für mich was da für mich passen könnte? Die Kondensatoren bekomme ich halt gratis, sind schon etwas alt (1990) sind aber schon 20 Jahre nicht im Einsatz gewesen.
Wäre auch sicherlich größtenteils eine Spielerei, würde sich aber gut im Schaltschrank machen!
Mir ist immer noch nicht klar ob ich den Rotor "Sperren" kann wenn ich ihn Kurzschließe... Geht das bei einem DC Motor?

Danke für euro Infos

Gruß
revilo

Ich find das Design nicht so toll. Um der größeren Geschwindigkeit an den Außenenden gerecht zu werden, müssten die Halbschalen da eigentlich flacher werden.

Hello, ja, ich denke auch das es mehr ist, wie gesagt das sind die Durchschnittsdaten /Tag wieviele messwerte er hier miteinbezieht kann ich leider nicht sagen.


Hier gibts meine genauen Winddaten:
https://goo.gl/kMnfUZ

[quote="XXLRay"]
Ich find das Design nicht so toll. Um der größeren Geschwindigkeit an den Außenenden gerecht zu werden, müssten die Halbschalen da eigentlich flacher werden.
[/quote]

Beim Design musste aller Wahrscheinlichkeit nach auf den Umstand, dass der Rotor mit Planetengetriebe gefahren wird, Rücksicht genommen werden. Der Hersteller scheint irgendwie eine kostenorientierte Bastlerschmiede zu sein, die mit möglichst günstig auf dem Markt zu beschaffenden Komponenten arbeiten möchte.

Schon eine Übersetzung von 1:2 (Planetengetriebe verdoppelt den Wert des Losbrechmoments. Somit kann auf eine möglichst starke Anfahrhilfe garnicht nicht verzichtet werden. Diese dort, wo der stärkste Hebelarm wirksam wird noch elegant zu verjüngen ginge auf Kosten des erwünschten Drehmoments.

Der Generator ist ja auch sonst nicht gerade das, was wartungsfreien Betrieb garantiert. Wegen der Kommutation, die unvermeidlicherweise durch das Schleifen der Kohlestifte mit der Zeit verdreckt und deshalb alle paar Jahre gesäubert werden muß! Wenn nicht, droht Kurzschluss oder Schlimmeres.

Eigentlich kein großes Problem für Kletteraffen, ich würde dennoch die Zeit bis zur nächsten Wartung nutzen um mich nach einem für diesen Rotortyp besser geeigneten bürstenlosen Generator umzusehen. Da der Rotor mit der starken Anfahrhilfe ansonsten ein gutes Anlaufverhalten haben dürfte muß das kein Rastmoment-freier (eisenloser) Generator sein, es gibt da kostengünstigere Auswahlmöglichkeiten unter leichter erhältlichen Modellen "von der Stange".

Das mit dem rastlosen Drehen bei versetzten (schrägen) Spulen ist schon richtig wenngleich das Losbrechmoment eines Generators (das lässt sich mit einer Feinwaage und Berechnung in Newton messen) nicht nur davon abhängt. Das Eisen in denen die Spulen eingebettet sind bewirkt immer - ausser bei eisenlosen Generatoren - eine magnetische "Bremsung". Fühlt sich beim Andrehen des Generators mit der Hand an wie Umrühren von Honig mit einer Kelle. Er läuft also aus dem Stand nie ganz frei an. Wenn dieser Effekt dann in seiner Wirkung je nach Übersetzungsgetriebe verdoppelt, verdreifacht oder z.B. bei Übersetzung von 1 : 10 verzehnfacht wird, ist das Losbrechmoment auch für Darrieusrotoren mit gemütlicherem Anlaufverhalten (durch breite tiefe Blätter) stark beeinträchtigt, der Rotor läuft dann erst bei höheren Windgeschwindigkeiten an als man sich wünscht.

Anzunehmen ist, dass der Hersteller mit seinem Rotor zuerst auf der Basis seiner verwendeten Rotorblätter mit seiner Entwicklung angefangen hat, und dann erst einen für ihn kostengünstigen Generator suchte. Da dieser ein Planetengetriebe hat, reichte dort das ansonsten gutmütiges Profil der Blätter nicht, um den Rotor früh genug auf Touren zu bringen. Das wird der Grund gewesen sein, warum er sich für diese Anlaufhilfe entschieden hat.

Sonst, mit einem passenden Generator, ist normalerweise bei langsamer laufenden Profilen gar keine Anlaufhilfe notwendig.

Ich habe allerdings auch schon einen großen 5 KW Darrieus-H-Rotor gesehen, mit langsamen, entsprechend Drehmoment starken Profilen, der blieb ohne Last selbst bei 3,5 m/sec immer noch stur stehen, bis des Rätsels Lösung gefunden war: Nachts hatte es gefroren, das Schmierfett in den Lagern war sehr zähflüssig geworden (Steifer Brei). So einfach ist das manchmal.



@ Aloys: Zitat: "Eine regelmässige kontrolle der Bürsten und des Abriebs ist schon nötig, um den Kollektor bei restlos verbrauchten Bürsten zu retten."

Damit hast Du eindeutig klar gestellt, dass man sich sporadisch auf den Mast bemühen muss, um den Generator zu warten. Dass der meiste Kohlestaub nach außen fliegt ist so schon logisch. Man verzeihe mir! Ich hatte bei meinen frühen Experimenten oft alte DC-Motoren aus der Fahrzeugtechnik oder italienischen Waschmaschinen "missbraucht". Als junger Mann war ich auch schon ein notorischer Elektro-Laie!

Diese Motoren waren meist nicht gut Staub geschützt, der Wind an meinem Standort war manchmal sehr sandig. (Die Sahara in Reichweite) Es mag daran gelegen haben, dass bei mir einige solcher Genis nach 1-2 Jahren unbrauchbar wurden, (Kommutator schwarz und verdreckt, auch die Lager ähnlich betroffen). Also wird Aloys Erklärung die bessere sein.

Der Generator hier in Frage dürfte wohl besser geschützt sein und längere Wartungsintervalle erlauben. Nach 2 Jahren vielleicht? mal nachzuschauen wie`s mit den Kohlen steht oder dann gleich einen direkt ohne Getriebe fahrenden bürstenlosen und zur Rotorleistung und Windangebot passenden Geni einbauen.

Dass der Hersteller das nicht gleich gemacht hat, war wohl Pragmatismus. Sehr langlebige und voll ausgereifte Darrieus-Rotoren bei denen dann alles stimmt sind in der Herstellung verdammt teuer.

Du findest jede Menge bürstenlose ohne Getriebe auf dem Markt, hier im Forum oder ebay z.B., besonders günstig auch gebrauchte, nur müßtest Du dazu genau den Generator an die Drehzahl des Rotors, seinen Leistungsbeiwert und die Größe (frontale Fläche zum Wind) anpassen. Und darauf achten, dass Du ihn mechanisch problemlos bei Dir ankoppeln kannst. Der Generator sollte seine Nennleistung bei starkem Wind - so etwa zwischen 10 m/sec und 13 m/sec erreichen und bei noch stärkerem Wind bald abgebremst werden. (Kann sonst abqualmen)

Aus dem Leistungsbeiwert und der Fläche zum Wind kannst Du anhand einer Tabelle die es vielleicht noch an anderer Stelle im Forum vergraben gibt errechnen, wieviel Watt bei um Metersekunden ansteigender Windgeschwindigkeit Dein Rotor leisten kann.

Die Drehzahl des Rotors errechnest Du aus der Schnelllaufzahl, dem Rotordurchmesser (Umfang ausrechnen) und der Windgeschwindigkeit.

z.B. ist die Windgeschwindigkeit 1 m/sec und der Rotor hat Schnelllaufzeit EINS (1 heißt so schnell wie der Wind, 2 heißt 2x so schnell usw.), dann müßte der Rotordurchmesser
aufgerundet 0,3 m betragen um sich in einer Sekunde etwa einmal zu drehen. Bei 10 m/sec Wind also 10x.

Wichtig ist die Drehzahl des Rotors, weil Generatoren für hohe oder niedrige Drehzahlen ausgelegt sein können.

Vielleicht kann Dir jemand anders aus dem Forum einen guten Tipp oder besseren Rat geben für einen passenden Generator. Ein bisschen Spielraum ist schon möglich. Total über- oder unterdimensionieren bringt allerdings nichts.

Wenn Dein Rotor 70 cm Durchmesser bei 1,6 m Höhe hat, so stands beim Foto, dann sollte das kein Problem mit der Suche nach was passendem sein. Ich schätze, das ein 250W bis höchstens 500 W Nennzahl Generator besser für so eine Rotorgröße dimensioniert wäre. Dann nur noch auf die Drehzahl achten, bei der er das erreicht und abgleichen, ob der Rotor bei etwa 12 m/sec Wind auch so viel Drehzahl bringt.

Du hast bei dem jetzigen 750 W Nennzahl, das ist ziemlich viel, dreht schwerer und bringt nicht was drauf steht. Es sei denn mit angegebener Rotorgröße 70 x 70 x 160 ist zweimal der Radius gemeint, macht 1,4 m Durchmesser, Fläche zum Wind 2,24 m2. Sonst nur die Hälfte, viel zu wenig für 750W!

Vielleicht findest Du in den Herstellerangaben die Drehzahlen des Rotors mit denen er bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten (wieviel) Leistung abgibt oder fragst dort einfach. Die werden ihr Problem ja wohl auch kennen und nett sein.

Weißt Du, da fällt mir noch etwas ein: Einen guten Generator erkennst Du wenn Du hineinschauen kannst. Famzim /Aloys hatte es schon gesagt, bei versetzten schrägen Nuten im Spulenpaket fällt der Rastmoment weg, der Magnetismus verläuft dann beim Drehen nicht ruckelig sondern sämig. Und dann gibt es noch einen Hinweis auf einen hochwertigen Aufbau: Die Bleche sollten sehr dünn sein, 0,5 mm ist gut, 1 mm eher die billigere Version mit entsprechend mehr Wirbelströmen im Eisen.

Und ja, ein ausgebuffter Generatorexperte bin ich nicht wirklich, vielleicht hilft da noch jemand oder scheckt ob ich Fehler mit meinen Ratschlägen gemacht habe?

So, das Windrad ist angekommen (postiv überrascht da schnelle Lieferung!), mittlerweile schon zusammengebaut, und mal testweise in die höhe gehoben!

Der zusammenbau war, na ja, man muss schon technisches Verständnis haben um das Ding zusammenzubauen, die s/w kopierte bebilderte anleitung könnte besser und detailreicher sein, aber gut -nach 3 Stunden 2 Mann war es dann geschafft! -war kein stress dabei und längeres studieren der komponenten und Anleitung
Mein erstes Tuning bestand in größeren Beilagscheiben.

Die Qualität ist eigentlich sehr gut, gut gearbeitete Komponenten, Fräsungen und passungen alle 1A! Einzig das Hauptalurohr ist nicht 100% rund, was es schwierig machte die (Kunststoff)Lager optimal einzustellen.

Jetzt warte ich mal auf Wind um zu testen wie es sich verhält und welche Leistung es liefert.
die "Elektronik" habe ich noch nicht, habe ich woanders geordert, Generator war dabei, hier hängt jetzt mal eine 40Watt/24V birne drauf.

Sehr schöne Fotodokumentation und ja, viel Glück beim Ertrag! XXLRay hat recht, allzu große Erwartungen darst Du natürlich nicht haben. Vielleicht genügt es ja für Deinen Bedarf. Allein mit dem stolzen Anblick der Anlage wirst Du und Deine erstaunten Nachbarn sicherlich auch schon sehr viel Freude haben.

Hallo , beziehe mich auf Beitrag Nr 1.

1KW, Dimension: 70cm x 70cm x 160cm

Deine Abgebildete unterscheidet sich aber schon von der nun gelieferten.
Aber 1KW Peak ist ein nicht realistisch, man hätte da genauso 10 KW Peak Angeben können.

Energie ist das Resultat von Fläche x Windgeschwindigkeit x Wirkungsgrad.
Den Wirkungsgrad lassen wir mal weg, der spielt sich in nicht allzugroßen Rahmen ab.
Hauptsächlich zählt überschlagsmäßig m2 Rotfläche x Windgeschwindigkeit in m/s und da denke ich wird eine Ernüchterung kommen bei den Resultaten.
Bei dem Inverter hättest sparen können, da würde ein vernünftiges 300Watt Modell gut reichen selbst bei ärgsten Sturm.
Gruß Hans