SLZ bei Dreiflüglern

 
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SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 06.03.2020 - 17:04 Uhr  ·  #1
Mich beschäftigen einige Fragen zur Auslegung eines Auftriebsläufers.
In einem Beitrag über Grundlagen steht das egal ob vertikal oder horizontal Rotor die SLZ etwa gleich ist.
Also sollte man ja mit dem gleichen Umfang auch die gleiche Drehzahl erreichen können bei der gleichen Windgeschwindigkeit.

Ist das so korrekt?
Welchen Einfluss hat das Flügelprofil auf diese Aussage?
Gibt es für unterschiedliche (Stangen)Profile vielleicht einen "besten" Durchmesser?

Ich hoffe mal das meine Fragen nachvollziehbar sind.... :-/
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 00:21 Uhr  ·  #2
Verlinke doch bitte die Stelle in Unterlagen wo steht dass die SLZ bei Auftriebsläufern immer gleich ist, da könnte sich das Druckteufelchen eingeschlichen haben.

Bei Horizontalläufern kann das Profil ebenso wie beim Vertikalläufern an den Rotordurchmesser angepasst werden.

Um einen idealen Rotor Durchmesser für ein Profil feststellen zu können müsste man genaueres über das
Profil wissen.

Schnelllaufzahl S L Z ist nicht gleich Drehzahl oder einfache Geschwindigkeit
es besagt vielmehr die Geschwindigkeit eines Flügels relativ zur eigentlichen Windgeschwindigkeit die ja mehr oder weniger als die des Flügels sein kann. Was damit schon sagt dass die SLZ nicht immer gleich ist.

Eine Rolle spielt neben der Profiltiefe auch die Profilbreite, was die Abdeckung der gesamt ueberstrichenen Fläche durch die Flügel betrifft. Also wie viel von der von den Flügeln ueberstrichenen Fläche im Stillstand des Rotors (um es verständlicher zu machen) von diesen abgedeckt ist.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 03:00 Uhr  ·  #3
Ich habe nicht geschrieben das die SLZ bei Auftriebsläufern immer gleich ist sondern ob bei vertikalen Dreiflüglern und horizontalen Dreiflüglern bei gleicher SLZ und gleichem Umfang der Blattspitzen auch die gleiche Drehzahl heraus kommen müsste. Hier der Beitrag:

Jedes Windrad, egal ob Horizontal- oder Vertikal-Achser, hat eine Schnelllaufzahl (SLZ) bzw. Tip Speed Ratio (TSR). Bei einem Widerstandsläufer wie dem Savonius liegt sie etwa bei 1. Das Bedeutet, die äußerste Flügelspitze dreht sich mit Windgeschwindigkeit. Auftriebsläufer haben für Dreiflügler etwa eine SLZ von 5 und für Zweiflügler etwa 8. Wenn man also die Windgeschwindigkeit durch den Rotorumfang teilt und mit der Schnellaufzahl multipliziert bekommt man die Drehzahl pro Sekunde. Um auf Umdrehungen pro Minute zu kommen, muss man noch mit 60 Sekunden multiplizieren.

UPM = 60 x SLZ x Windgeschwindigkeit[m/s] / Umfang[m]


Ist diese Erklärung nicht richtig?
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 07:13 Uhr  ·  #4
Ok, das war anfangs weniger konkret formuliert und konnte so dann missverstanden werden.

Du hast vollkommen recht zu fragen was das Profil mit der SLZ zu tun hat. Ein Zweiflügler z.B. kann auch eine weit niedrigere SLZ als 8 haben genauso wie ein Dreiflügler weit mehr als SLZ 3. Das hängt immer von der jeweiligen Blattauslegung ab und nicht nur von der Flügelzahl.

klar, dass es für bestimmte Profile einen idealen Rotordurchmesser gibt ist schon anzunehmen, zumindest bei Vertikalläufern.

Wenn da der Durchmesser zu klein ist passt die Profilkurve des Auftriebsprofils nicht mehr (soweit das Profil dem Drehkreis entsprechend kurvig geformt sein sollte) was auch bei zu grossem Durchmesser nachteilig werden kann.

Hat das Profil keine solche Kurvenform dann spielt es wohl eher eine Rolle wie weit man damit von der Nabe entfernt operiert. Bei genügend Abstand von der Nabe sehe ich da keinen Nachteil, nur eben das es ja auch die Flächenabdeckung zu beachten gibt.

Da nimmt man dann entweder mehr Flügel oder muß sich tiefere, flächenabdeckendere Profile besorgen wenn die ideale Abdeckung mit einem "von der Stange" gekauften Profil für größeren Rotordurchmesser nicht optimal ist.

Was mit Abdeckung gemeint ist weisst Du sicher, zu wenig nutzt nicht vollständig die verwertbare im Wind enthaltene Energie und zuviel zwingt den Wind dem Rotor nach aussen auszuweichen.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 16:20 Uhr  ·  #5
OK das habe ich erst einmal nicht gemeint aber hier ist mal der Link

Drehzahl eines Windrades


und dann nur eine Frage von mir:

Ist das so korrekt das man mit dem gleichen Umfang auch die gleiche Drehzahl erreichen kann bei der gleichen Windgeschwindigkeit mit beiden Bauformen.

Dreiflügler Horizontal und Dreiflügler Vertikal = gleiche Drehzahl bei gleicher Windgeschwindigkeit????

Vielleicht kann der Verfasser des verlinkten Beitrages was dazu sagen....
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 16:52 Uhr  ·  #6
"Ist das so korrekt das man mit dem gleichen Umfang auch die gleiche Drehzahl erreichen kann bei der gleichen Windgeschwindigkeit mit beiden Bauformen."

Wenn beide Bauformen die selbe Schnellaufzahl hätten dann ja.

In der Regel haben vertikale Bauformen eine geringere Schnelllaufzahl.
Deswegen drehen die in der Regel langsamer.

Ich hoffe das hilft weiter ...

Grüße
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 18:00 Uhr  ·  #7
gleiche Bauform - wenn damit nur die Flügelanzahl bei gleichem Rotordurchmesser gemeint ist - das ginge nur wenn die Flügelprofile dem Vertikalläufer bzw. seiner Eigenschaft dass er einen Teil seines Drehkreises gegen den Wind drehen muss so angepasst sind dass es dort (beim Vertikalläufer) Flügel mit entsprechend schnelleren SLZ Werten als beim Horizontalläufer sind.

Gleiche Bauform in allen Punkten also auch dem Flügel würde den Vertikalläufer langsamer als den Horizontalen machen.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 07.03.2020 - 19:23 Uhr  ·  #8
wie auch immer. Bei gleicher SlZ und gleichem Durchmesser ists genauso wie von Lutz vermutet ;-)

Was man machen muss oder kann um eine gewünschte Schnelllaufzahl zu erreichen ist wieder eine andere Sache...
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 08.03.2020 - 07:13 Uhr  ·  #9
Wenn Vertikal- und Horizontalrotor den gleichen Durchmesser und die gleichen Flügel haben - ginge z.b. mit dem Darrieus - dann läuft der Vertikale langsamer.

Weil er Teilstrecke gegen Wind fahren muss.

Das ist sehr vereinfacht gesagt denn es kommt noch hinzu:

Jeder Flügel wird während er sich um die vertikale Achse dreht nur in kleinen Bereichen optimal und dahinter/ davor weniger optimal angeströmt!

Immer noch einfach genug und erklärt nebenbei warum Vertikalläufer in der Regel weniger Leistungsbeiwerte erzielen können als Horizontalläufer.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 11.03.2020 - 20:04 Uhr  ·  #10
Zitat geschrieben von Harzer
Ist das so korrekt das man mit dem gleichen Umfang auch die gleiche Drehzahl erreichen kann bei der gleichen Windgeschwindigkeit mit beiden Bauformen.

Ja, man kann Vertikalachser bauen, die bei gleichem Umfang auch die gleiche SLZ haben, wie ein Horizontalachser (und umgekehrt). Man kann aber nicht einfach die Flügel eines Horizontalachsers nehmen, diese dann zu einem Vertikalachser umbauen (und umgekehrt) und erwarten, dass die gleiche SLZ dabei rauskommt.
Da ist viel individuelle Anpassung der Flügelprofile notwendig.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 12.03.2020 - 07:58 Uhr  ·  #11
Genau das ist die korrekte Antwort auf meine Frage!
Welches Profil wäre denn für eine Slz von 5 bei einen Durchmesser von etwa 1,4 geeignet?
Gibt es da Erfahrungen?
Hier wurde schon mal mit dem Goe 222 probiert. Das gibt es immer noch zu kaufen. Würde das die Bedingung erfüllen?
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 13.03.2020 - 09:00 Uhr  ·  #12
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 13.03.2020 - 16:24 Uhr  ·  #13
Ich bin gerade beim zusammentragen der Komponenten.
Einen Generator vom 600 er/ 48V Black habe ich.
Die Beschreibung sagt das er zwischen 220 U/min und 600 U/min arbeitet. Das will ich aber noch genau erkunden wenn ich einen ordentlichen Drehzahlmesser habe. Versand hängt gerade etwas :(
Der Durchmesser des Rotor soll bei 1,30 m liegen. Profillänge bei 2 m.
Damit ist die Rotorfläche etwa 0,6 m² größer als vom "Original" .
Bei einer SLZ von 5 und einem Wind von 3m/s sollten die 220 U/min erreicht sein.
Mal sehen ob das alles so passt.
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 24.03.2020 - 06:15 Uhr  ·  #14
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 25.03.2020 - 11:18 Uhr  ·  #15
Ja habe schon gesehen aber erst einmal haben andere Dinge Vorrang. Erschwerend kommt hinzu das der Brückengleichrichter falsch geliefert wurde und ich immer noch nicht genau die Drehzahl ausprobieren konnte.
Fundament ist auch noch nicht fertig 😢
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 27.03.2020 - 09:07 Uhr  ·  #16
Zitat geschrieben von Harzer

Genau das ist die korrekte Antwort auf meine Frage!
Welches Profil wäre denn für eine Slz von 5 bei einen Durchmesser von etwa 1,4 geeignet?
Gibt es da Erfahrungen?
Hier wurde schon mal mit dem Goe 222 probiert. Das gibt es immer noch zu kaufen. Würde das die Bedingung erfüllen?


Das Göttingen 222 ist für Kleinwindkraftanlagen und auch große Windkraftanlagen grundsätzlich ungeeignet. es ist viel zu dick. Bzw. man kann es natürlich verwenden und bei Vertikalanlagen sollte man sich dann nicht wundern, wenn sich der Rotor dann in der falschen Richtung dreht.

Ihr mit eurer Schnelllaufzahl-Entschuldigung:
Ein Rotor läuft immer mit irgendeiner Schnelllaufzahl. Hier ist erst einmal die Schnelllaufzahl gemeint, bei der der Rotor das optimale CP bekommt.

Und diese stellt man ein und man kann sie nicht einfach irgendwie festlegen. Sie ist übrigens auch beispielsweise abhängig davon, mit welchem Anstellwinkel man die Blätter an die Maschine montiert. Das bedeutet, dass man erst einen oder baut bzw. im Computer baut dann ausrechnet, an welchem Betriebspunkt der Rotor sein optimales CP hat.
das ist übrigens auch unterschiedlich von den Profilen: also wenn man identisch geometrische Profile und geometrisch identische Blätter mit unterschiedlichen Profil verwendet, so ist die optimale Schnelllaufzahl unterschiedlich. Und je weniger Profilwiderstand das Profil hat, desto höher ist dann die Schnelllaufzahl. Das ist auch irgendwie klar und das Prinzip kennt man eigentlich von WesternMills, die einfache Holzplatten verwenden und ein niedriges Lambda_opt haben.

ora

momentan gibt es Forschung in Deutschland, da werden mehrere Millionen Euro hinein gebuttert, und die verwenden Profile mit über 30 Prozent Dicke. Da weiß man gleich, dass die Euros für die Füße sind...
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 27.03.2020 - 20:41 Uhr  ·  #17
Was meinst du denn mit

Ihr mit eurer Schnelllaufzahl-Entschuldigung

???
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 27.03.2020 - 21:47 Uhr  ·  #18
Das "Entschuldigung" bezieht sich auf die abfällige Bemerkung: "Ihr mit eurer Schnelllaufzahl".
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 28.03.2020 - 08:20 Uhr  ·  #19
Zitiere: "Ein Rotor läuft immer mit irgendeiner Schnelllaufzahl. Hier ist erst einmal die Schnelllaufzahl gemeint, bei der der Rotor das optimale CP bekommt."

SLZ ist nicht gleich SLZ und sagt auch nichts über die nicht gleichbleibenden Verhältnisse bei unterschiedlichen Strömung - Geschwindigkeiten aus.

Nicht schlecht Herr Specht! Man könnte die Bedingungen bei den Konstruktionsvorgaben noch konkretisieren indem man darauf hinweist, dass auch die vorherrschende mittlere Windgeschwindigkeit als einzukalkulierender Energielieferant unterschiedliche Werte für Optimierung der Profile und Anstellwinkel vorschreibt.

Betonung auf Optimierung der Profile und Anstellwinkel auf die mittleren zu erwartenden Windgeschwindigkeiten.

Gruß, Carl
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Re: SLZ bei Dreiflüglern

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Gepostet: 28.03.2020 - 20:02 Uhr  ·  #20
Von dem Doe 222 bin ich auch schon ab da der Verkäufer selber schreib das dieses Profil eher für größere Durchmesser geeignet ist. Aber egal. War nur eine Überlegung.

Vielleicht bin ich ja auf dem Holzweg :'( aber ich versuche für meinen 600 W Generator - den ich schon habe - einen Rotor zu finden welcher von der Fläche groß genug ist die Leistung und die benötigte Drehzahl zu erbringen um den Generator vernünftig anzutreiben.
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