Rotorblätter und Air-X

Hallo zusammen,

während ich noch an meinen VWAT tüftle, ersonn ich mir wieder HWAT's...
Das Funktionsmodell und der "GroßeVWAT" präsentier ich auch noch versprochen !

Nun, da hohe Drehzahlen für den Direktantrieb meiner Generatoren fast unumgänglich sind, also doch Repeller.
Ich habe 3 PMG's am Wochenende wieder aufgearbeitet und 2 Kippmasten komplett fertig geschweißt.

Da ich ungerne die Blätter selber fertigen möchte, kommt mir das IBÄH - Angebot gerade recht.

Frage Nr.1.
Sind die Blätter insbesondere der 6Flügler nachbarschaftstauglich, wie bei Survival unlimited beschrieben?? sind das bei Ibay die selben?

Nr.2.Gibt es schon ECHTE Drehzahl - Leistungsdiagramme?
Nr.3. Beim Auswuchten schon Erfolg gehabt?
Nr.4. Sind die IBÄH - Blätter mit denen von Herrn Hacker identisch?

Beste Grüße

Arne

Moin Hermann,

hast alles richtig eraten!
Dachte das wären gängige Abkürzungen - verspreche Besserung.

Beste Grüße

Arne

Hallo zusammen,
Hallo vielvielWind
ich kann mich da Deinen Ausführungen eigentlich nur voll und ganz
anschließen.
Der letzte Kommentar von mir war ja eigentlich nur ein reines Aufzählen,
welche Möglichkeiten der Schwergängigkeit es da geben kann, die ein
leichtes Anlaufen verhindern können.

Das Hauptproblem bei der Planung einer Anlage ist doch immer, die
Leistung des Motorgenerators im Vergleich zur eingebrachten Leistung
der Flügel über den zu erwartenden Drehzahlbereich in etwa
einzuschätzen.

Die Generatorleistung kann man durch Probelauf ohne Flügel und durch
Fremdantrieb mit Bohrmaschine oder von Hand einmal im Leerlauf und
einmal unter Last durch entsprechende Messungen ermitteln. Hier weiß
man dann bei welcher Drehzahl der Generator welche Leistung erbringen
wird.
Die Frage die sich stellt, ist, wird die Kraft der Flügel für den jeweiligen
Drehzahlbereich ausreichen um diese Leistung auch durchzudrehen!
Bei den Flügeln spielt jetzt die Bauart eine große Rolle (Wirkungsgrad).
Wir haben einmal die von den Flügeln überstrichene Fläche (swept area
in neudeutsch), an Hand dieser Fläche können wir die Windleistung für die
jeweilige Windstärke errechnen.

Was sich jetzt aber von dieser Windleistung an die Generatorachse
bringen läßt, hängt von der Bauart, der Windschnittigkeit und der Anzahl
der Flügel ab. Also vom Wirkungsgrad der Flügel. Je nach Drehzahlbereich
ist auch noch eine Übersetzung erforderlich.

Bekannt sind folgende Dinge:

-Je weniger Flügel (Anzahl), desto weniger Luftwiderstand ist zu erwarten,
um so höhere Drehzahlen sind zu erreichen. Beste Resultate bringt ein
Einflügler mit Ausgleichsgewicht oder ein Zweiflügler, diese Blätter werden
aber seltener verwendet weil sie mit Vibrationen behaftet sind, die auf
Dauer jede Lagerung zerlegen. Die Mindestanzahl von Flügeln die
vibrationsfrei laufen und sich sauber auswuchten lassen sind drei Stück
Flügel. Jede Erhöhung der Fügelanzahl bringt zwar eine Verstärkung der
Anlaufleistung, aber bei normalem Drehzahlbetrieb eine Abschwächung
der eingebrachten Leistung durch den zusätzlichen Luftwiderstand pro
zusätzlichem Flügel.

Soll heißen, die swept area bestimmt die max. mögliche einzufahrende
Leistung, die Anzahl der zusätzlichen Flügel mit ihrem Luftwiderstand
schwächt sie wieder ab.

-Kleinere Flügel erreichen größere Geschwindigkeiten, da sie weniger
Luftwiderstand darstellen, größere Windräder können diese
Geschwindigkeiten bei gleichen Windverhältnissen erst garnicht erreichen.

Einer der Urväter der Kleinwindradbauer "Jacobs" aus den Staaten hat
sein väterliches Wasserpumpenwindrad (Western-style) mit einem
Generator versehen und dabei folgendes festgestellt, bei stärker
werdendem Wind sind diese Räder nicht mehr in der Lage mehr Leistung
abzugeben, sie stehen sich mit Ihren vielen Flügeln selbst im Weg und
begrenzen hierdurch Ihre Drehzahl und Leistung.
Er hat dies unter Beweis gestellt, indem er seinen Generator unter Last
bei Starkwind einfach zu- bzw. abgeschaltet hat. Dies hat keinerlei Einfluß
auf die max. Drehzahl mehr gehabt, dies heißt, der Luftwiderstand der
Flügel bestimmt ganz allein die Begrenzung der Drehzahl, das Windrad
konnte auch bei abgeschaltetem Generator keine zusätzliche
Geschwindigkeit mehr aufnehmen. Das bedeutet wiederum, daß das
Leistungsangebot des Windes von solchen Vielflüglern bei Starkwind nicht
mehr aufgenommen werden kann!

-Die Schnellläufigkeit (neudeutsch Tip speed ratio, TSR), also die
Geschwindigkeit der Flügelspitzen im Verhältnis zur Windgeschwindigkeit
hängt wiederum von der Windschnittigkeit, also vom verwendeten Profil
der Flügel, von der Flügelform ab. Je höher diese TSR, desto höher die
erreichbare Drehzahl pro Windgeschwindigkeit.

Man muß also ungefähr einschätzen können für welche TSR die gebauten
(oder angeschafften) Flügel angelegt sind. Kennt man die Flügelgröße,
weiß man ungefähr, welche Drehzahlen bei welcher Windgeschwindigkeit
erreicht werden kann. Kleinere Durchmesser des Rades erreichen
höhere Drehzahlen(z.B. windschnittiger Dreiflügler mit TSR8-9 vielleicht
900-1200 U/min
und größere windschnittige Flügel(bis ca. 4m vielleicht TSR 6-7 vielleicht
300-400 U/min) werden solche hohen Drehzahlen eben nicht erreichen.

Kennt man nun die Drehzahl von zum Beispiel 2000 U/min bei einer
Nennleistung von 600 Watt von dem zu verwendenden PMG , so weiß man,
daß man diese Leistung mit den größeren Flügeln auf Grund der niedrigen
Drehzahl nicht abrufen kann, hier braucht man eine Übersetzung.

Des Weiteren sollte es gewährleistet sein, daß die max. Flügelleistung
auch den Bereich der Generatorleistung abdecken kann. Wenn z.B. eine
Leistung von 1000Watt maximal angestrebt wird und man legt realistisch
einen Gesamtwirkungsgrad von 35% zugrunde, so muß die swept area
bei entsprechender Flügelgröße so angelegt sein, daß die max.
zugelassene Windstärke (z.B.12m/s) ca. 3000W einbringen kann.

Ist die Flügelgröße durch gekaufte Blätter vorgegeben, z.B. 1,80m
Durchmesser, so sollte der Generator wenn er bis 12m/s im Wind bleiben
soll für ca. 950Watt Nennleistung ausgelegt sein. Soll er bis 14m/s im
Wind bleiben, sollte er schon für 1500Watt Nennleistung ausgelegt sein.

Hier geht es ja darum einen Rahmen abzustecken, in dem die Generator-
Flügel Kombination effektiv arbeiten kann, ohne in den Maximalbereichen
Schaden zu nehmen, hier wird die Sturmsicherung fest mit eingeplant.

Es gibt auch bei mir entsprechende Fachliteratur, die ich zwar nicht ganz
verstehe, nach deren Formeln ich das aber auch berechnen könnte(ob es
nachher auch so passt wage ich mal anzuzweifeln), für eine grobe Ein-
schätzung werden o.a. Überlegungen nach meiner Meinung ausreichen,
sodaß man nicht total daneben liegt und die Flügel es dann eben nicht
schaffen den Generator beim Anlaufen durchzudrehen.

Aber dies ist nur meine Meinung und die muß ja nicht die richtige sein



Gruß
Günter
Westerwald

Hallo Lutz,

schon mal vilen Dank für die Info's.

Aber noch eine kurze Frage:

Wie war der Geräuschpegel beim 3 Flügler?

Beste Grüße

Arne

Hallo
der Dreiflügler war auch nicht lauter.
Bei den ersten Versuchen hatte ich noch andere Lager die haben tüchtig Resonanzen erzeugt.
Das hat man im ganzen Haus gehört.
Jetzt hört man nichts, auch im Haus nicht und ich werde es wohl oben am Dach anbringen um den meisten Wind zu bekommen.
Den Widerstand habe ich versucht eben zu messen aber mir ist zweimal die Feinsicherung 200mA durchgegangen(?) im stromlosen Zustand.
Ich werde das Teil mal von unserem Elektriker prüfen lassen.

Der "Spinner" ist montiert.
Es passt ziehmlich genau ein Stopfen für 200er KG Rohr zwischen die Rotorblätter.
Jetzt startet es ohne Last noch eher.
Gemessen 1,8m/s!!!



Der "Tacho" ist auch angebaut aber man muß schon genau hinschauen um etwas vergleichen zu können. Bei böigen Wind nicht einfach.
Ich bin auf etwa 70 Km/h (Umlaufgeschwindigkeit der Flügelspitzen) bei 7 m/s gekommen ohne Geno.
Durchmesser 1,58m X 3,14 =4,961m als Einstellwert des Tacho
das würde bedeuten 70 km/h : 3600 = 19,44 m/s Umlaufgeschwindigkeit
Ob das reicht :?:
Mit der Einstellung 1666 habe ich es auch probiert um die Drehzahl direkt abzulesen aber da waren die Schwankungen zu hoch.

Hallo Günter

Das mit der Umfangsgeschwindigkeit kommt mir auch "spanisch" vor
aber wie ich schon geschrieben hatte ist die Anzeige sehr "sprunghaft".
Wenn die Windgeschwindigkeit kontinuiertlich steigt zeigt der Tacho die Änderung sprunghaft an. Als ob er mit dem nachrechnen nicht klar kommt und zu langsam reagiert.
Der Abstand zwischen Magneten und Sensor ist mit 1mm ok und auch die Befestigung ist stabil.
Das Teil ist von der Firma Profex und aus dem Baumarkt aber wohl von 0 bis 99,9 km/h geeignet.

Hallo Windradfreunde

Gestern war leider kein guter und erfolgreicher Tag.
Ich habe gestern wieder, bei recht schönen und kalten 8 - 14!!m/s, mein Windrad erprobt und mich gewundert das es wieder nur 138 U/min geworden sind.
Dabei wurde ich beobachtet.
Ein Touristenpärchen stand am Zaun und sah meinem treiben zu.
Das ist nichts besonderes denn oft stehen Leute am Zaun und schauen, wohnen wir doch in einem der landschaftlich schönsten Gebiete Deutschlands.

Jedenfalls sprach mich der Mann auf das Windrad hin an und wir redeten,
(Natürlich habe ich nicht nach Namen und Adresse gefragt)
auch über das Problem Drehzahl und er war der Meinung das ich an diesem Standort trotz hoher Windgeschwindigkeiten nie gute Erträge erhalte da die seitliche Verwirbelung im Tal zu stark ist.
Diese Verwirbelung seien für das Aenometer auf dem Windmaster2 nicht meßbar aber dem Windrad machen sie zu schaffen.

Jetzt bin ich doch sehr ratlos.
Ist es möglich das unsere Lage am Rand des Tales und die Bäume am Berghang links von unserem Grundstück das Ganze so beeinflussen obwohl ich vom Mast aus bestimmt 1,5 km freie Sicht zur Hauptwindrichtung habe :?:
und wenn diese Verwirbelungen so stark sind, warum steht das Windrad dann so ruhig auf dem Mast :?:

Hallo zusammen,
Hallo Lutz,

Du schriebst
und wenn diese Verwirbelungen so stark sind, warum steht das
Windrad dann so ruhig auf dem Mast

Wenn die Gondel (Aufbau mit Generator) leicht drehbar auf dem Mast
angebracht sind, wenn Du die Windgeschwindigkeit in etwa auf
Nabenhöhe oder knapp unter dem Rad vor dem Mast gemessen hast
und Dein Rad trotzdem ziemlich stabil im Wind gestanden hat, so hast
Du Deiner Schilderung nach mit keinen größeren Verwirbelungen zu
kämpfen. Die sind deutlich sichtbar durch ständiges Umschwenken über
die Windfahne und damit verbundenen Drehzahlwechseln der Flügel zu
erkennen.
Wenn Du bis zu 14m/s auf Höhe Windrad gemessen hast,(diese Messung
solltest Du gemacht haben) so müßte Dein Rad eigentlich höhere
Drehzahlen erreicht haben.

Wie ist den jetzt der letzte Stand Deiner Übersetzung, bist Du runter auf
5 : 1 ?

Wenn ja, mit welcher Last hast Du gearbeitet?
Hast Du mal kurz versucht die Last abzuhängen um zu sehen, ob das Rad
dann ohne Last Geschwindigkeit aufnehmen kann? Dies ist ein
entscheidender Punkt, dies muß zunächst einmal gewährleistet sein.
Werden ohne Last hohe Drehzahlen erreicht, so wird durch das Anlegen
der Last der Generator dann entsprechend abgebremst.

Und jetzt kommt es auf die von mir immer wieder angesprochene
Widerstandsaufteilung an.

Hast Du einen kleineren Motor der für hohe Drehzahlen ausgelegt ist, so
hat der in der Regel einen relativ hohen Innenwiderstand. Den kannst Du
relativ einfach mit einem einfachen Ohmmeter direkt am Generator mit
abgehängtem Gleichrichter zwischen zwei Phasenenden von den dreien
bei einem Drehstromgenerator, oder zwischen den beiden Phasenenden
eines Wechselstromgenerators messen. An Hand dieser ermittelten Werte
kann man den kpl. ohmschen Innenwiderstand errechnen.
Solltest Du unbedingt machen.

Du hast sicher davon gehört, daß man durch Kurzschließen der drei
Drehstromphasen den Generator abbremsen kann. Der bremst ab,
weil die kpl. erzeugte Leistung direkt wieder in den Generatorspulen
verbraucht wird und geht dementsprechend schwergängig.

Ein glatter Kurzschluß entspricht 0 Ohm, eine leere Batterie als
Verbraucher angeschlossen kann um die 0,5 Ohm Widerstand haben.
dies ist zwar kein glatter Kurzschluß, stellt aber so wenig Widerstand dar,
daß es einem Fastkurzschluß nahekommt.

Wieweit sich das jetzt als eine Schwergängigkeit darstellt, hängt von dem
Verhältnis der Widerstände Generator -Verbraucher ab. Je größer der
Unterschied, also je höher der innere Widerstand des Generators im
Vergleich zur Batterie ausfällt, um so krasser wird die "Abbremsung".
(Nach dem Prinzip der Kurzschlußbremse)

Sollte Dein Rad im Leerlauf ohne Last zunächst einmal richtig schnell
anlaufen, und dann beim Anhängen der Last abrupt abgebremst werden,
so könntest Du durch einfaches Einfügen eines dickeren z.B. 5 Ohm
Leistungs- Widerstandes in die + Zuleitung zur Batterie dieses Verhältnis
zu verbessern, deutlich durch schnellere Drehzahl zu erkennen. Das
würde dann bedeuten, daß Dein Generator zur Batterieladung eher nicht
geeignet ist.

Hast Du denn zunächst einmal überprüft , ob Dein Generator überhaupt
noch in Ordnung ist? Ohne Windrad? Ev. könnte ein Defekt in den Spulen
oder ein Masseschluß vorliegen. Hört sich zwar unwahrscheinlich an, ist aber nicht unmöglich.
Wie war denn überhaupt Deine bei der Ladung gemessene Spannung
und Stromstärke? Beides müßtest Du überprüfen, um hier eine Aussage
machen zu können.

Gruß
Günter
Westerwald

Moin an alle!
@ Lutz

Ich habe heute meine Flügel bekommen. Die Sechs gleich auf die Briefwaage = 1g Unterschied. 3x289gr 3x288gr.

Sag mal, wo ist eigentlich LUV bei den Dingern? :shock:
Bei "normalen Flügeln" kann man das an der planen Seite gut erkennen.

Viel Drehmoment werden die Flügel wohl nicht bringen, werde mir einen Flansch mit 6 Aufnahmen machen - kann ja drei Stück wieder abnehmen wenn es hinhaut.

Beste Grüße

Arne

Hallo
ja das Gewicht ist sehr gleichmäßig.
Wenn du die Flügel betrachtest ist eine Seite doch etwas "runder"
und wenn du die wie auf dem Bild einbaust dreht sich
das gute Stück in Uhrzeigersinn.


Als Spinner paßt ein Stopfen vom 200 KG Rohr gut und ist sehr zäh.
Ich habe den Stopfen so ausgesägt das er genau über die Flügelstümpfe paßt
und nur etwa 1cm in der Tiefe vor den Blattkanten steht.
Also als flachen Spinner ähnlich dem vom Rutland.
Mit drei Blättern dreht er wesentlich später los, selbst ohne Last.