RepRap Windrad

Das Windrad aus dem 3D Drucker
 
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RepRap Windrad

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Gepostet: 27.11.2020 - 15:22 Uhr  ·  #1
habe jetzt mein Windrad etwa seit 2 Wochen
draußen.
Ich kann nur sagen es dreht, es dreht sogar ganz schön wenn ich bedenke, daß der Standort nicht optimal ist, wechselnde Windrichtung böig.
Probleme habe ich zur Zeit mit dem Laderegler, scheint wohl nicht richtig zu funktionieren, lädt geradeso soviel, daß die Batterie die Spannung hält.
Habe die Flügel von 350mm auf 380mm verlängert.
Wollte auch andere Magnete einbauen, statt 48er, 52er Neodym, bestellt hatte ich 52er Neodym bekommen wahrscheinlich 48er Neodym, wie kann man den Unterschied übrigens feststellen ?
Als ich mir nochmal, bei einem anderen Händler 52er Neodym bestellt hatte, habe ich das Gefühl die sind stärker.
Ich wollte eigentlich 2 Keramikkugellager einbauen ist aber nur eins geworden das 2. hatte ich mit Leim zugekliert.
Vielleicht gibt es ja mal ein Erfahrungsaustausch, es sind ja bestimmt schon einige Windräder gebaut worden.


Viele Grüße
Perser
 

 
Händler
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 27.11.2020 - 22:31 Uhr  ·  #2
Hallo ,
diese Regal Träger aus dem Baumarkt sind günstig,aber der Mast muß höher...
Bei uns haben 2-3 m mehr 50 % mehr Ertrag gebracht...
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 27.11.2020 - 23:01 Uhr  ·  #3
derzeitige Höhe etwa 5 Meter, könnte noch 2 Meter aufstocken aber ob das dann noch stabil ist? Das U-Profil hat allerdings eine Materialstärke von 4mm.

Viele Grüße
Perser
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 28.11.2020 - 01:59 Uhr  ·  #4
Obwohl etwas mehr Höhe tatsächlich mehr Ertrag bringt frage ich mich ob der Aufwand für die wenigen Watt die bei der Rotorgröße von 76 cm verhältnismäßig wäre.

Gratuliere zu der schönen Arbeit, ich vermute dass die Länge Hebelarm der Fahne viel zum bisherigen Erfolg beiträgt was Laufruhe bei Turbulenzen betrifft.
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 28.11.2020 - 02:27 Uhr  ·  #5
Hallo Carl,

mit dem langen Hebelarm zur Windfahne hast Du recht und gut beobachtet, ich hatte erst die Windfahne dran wie sie in der Bauanleitung beschrieben wurde, aus Alublech und in der entsprechenden Größe, das habe ich noch abgeändert.
Die Windfahne besteht jetzt aus einer Carbonplatte 1mm das hat den Vorteil die ist viel leichter und die Balance auf dem Azimutlager ist jetzt ausgeglichen und eben weiter hinten, außerdem habe ich die Windfahne in der Höhe also vertikal verlängert um die Strömung über dem Rotor nach hinten an die Windfahne besser abzubekommen.
Dreht sich somit besser in den Wind.

Viele Grüße
Perser
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 28.11.2020 - 09:25 Uhr  ·  #6
Es freut mich, das von Dir zu hören!

Mit der gleichen Methode würde ich gerne einmal ein kleines Windrad bauen bei dem anstelle einer Steuerfahne ein zweiter Rotor hinter dem Azimuthlager antriebsmäßig am Drehimpuls und Moment beteiligt ist, über eine durchgehende Drehachse.

So dass ein zweiter Rotor die Funktion einer Steuerfahne übernimmt.

Ich finde es schade das so etwas theoretisch nur bei kleinen Windrädern unter 1 m Rotordurchmesser Sinn machen kann. größere Windräder sind mit mechanischer Sturmsicherung besser beraten das ginge damit weniger leicht umzusetzen.

Vorzustellen ist das wegen der räumlichen Tiefe bei Multirotoren mit Rotorabmessungen identisch wie bei einem vergleichbaren normalen Läufer beachtlich höhere Leistung erzielt werden könnte.

Auch eine einfache mechanische Bremse sähe ich wegen des weit höheren Drehmomentes welches ein Multirotor erzeugt und wegen der dann auch größeren Angriffsfläche an größeren Windrädern sehr problematisch.

Ob ich noch dazu komme das umzusetzen weiß ich nicht, ich würde mich auch freuen wenn jemand die Idee aufgreift.

Für den Fall dass ich selber noch damit anfange würde ich klein anfangen, mit 50 cm Rotordurchmesser, stabil sturmsicher gebaut - dort leicht wo es auf Leichtbau ankommt und dort mit mehr Materialaufwand wo die größte Belastung einsetzt.

Gruß, Carl
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 28.11.2020 - 15:44 Uhr  ·  #7
2 Rotoren auf einer Achse mit vielleicht unterschiedlichen Anstellwinkel könnte ich mir auch vorstellen, hab aber von sowas noch nicht gehört.
Ich werde mir jetzt nochmal so eine RepRap Windturbine bauen mit einigen Verbesserungen die ich mir so vorstelle.
Ich habe hier bei mir in der Gegend den Vorteil, daß ich keine Probleme mit den Nachbarn habe, im Gegenteil einer hat selbst ein Windrad auf der Garage allerdings ohne irgendwelche Funktion außer das es sich dreht.

Viele Grüße
Perser
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 28.11.2020 - 16:07 Uhr  ·  #8
Eine gute Idee das mit den unterschiedlichen Anstellwinkeln da ja der vordere Rotor ein wenig Potenzial aus der Strömung wegnimmt!

Das ist ein sehr beachtlicher Verbesserungsvorschlag! Danke!

Viel Spass mit dem nächsten RepRap Modell! So kleine Rotoren haben selten Probleme mit der Nachbarschaft. Natürlich gibt es Ausnahmen, es ist schon günstig einen ungestörten Platz dafür zu haben!

Gruß, Carl
Che
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 29.11.2020 - 09:14 Uhr  ·  #9
Perser, wirst merken, dass sich der Generator bei 2 Rotoren direkt hintereinander langsamer dreht.
Es sei denn, der Rotor wurde zuvor sozusagen abgewürgt.
Für eine gewisse TSR ergibt sich eine optimale Gesamtfläche, überschlägig in der Solidity verknüpft.
Siehe Abb. 43 in http://www.geopolos.de/Entwick…c528057663

Dass dann möglicherweise der Generator noch weniger Kühlluft-Strom bekommt, kann ein 2. Nachteil sein.
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 29.11.2020 - 12:42 Uhr  ·  #10
na ja gut, war nur ein Vorschlag von mir die Idee dazu hatte ja Carl, ich werd mich jetzt erstmal mit der Verbesserung meiner 2. RepRap Windturbine befassen.

Viele Grüße
Perser
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 29.11.2020 - 21:38 Uhr  ·  #11
Moin ,

2 Rotoren hinter einander hat's gegeben.
1930 er Jahre.
Link fehlt noch..

Wenige Prozent besser , sehr viel mehr Aufwand, besser etwas mehr Durchmesser..oder ?
Hmhh..
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 02:03 Uhr  ·  #12
Wenn Du die Erfindungen von Dr. Seltsam aus Amerika meinst ? Dort waren mehr als zwei Rotoren in Reihe. Der Vorschlag hier betrifft die Nutzung eines zweiten Rotors als Windfahne.

Über den Link würde ich mich freuen, mir geht es um die Sache und nicht darum wer die Idee hatte.

Etwas größer lieber nicht, jedenfalls würde ich selber beim ersten Versuch nicht über 50 cm Rotordurchmesser gehen wenn mich die Vernunft reitet. Automatische mechanische Sturmsicherung ist da nicht und dauernd selber abbremsen bei Sturmgefahr ist nicht mein Ding.

Trotzdem:

Das stelle ich mir nicht als extrem kompliziert vor, was wäre das Problem?

Gruß,. Carl
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 07:45 Uhr  ·  #13
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 08:49 Uhr  ·  #14
Ok, das ist eine Windnachführung mit einem bzw. zwei Rotoren an einer historischen Windmühle.

Interessantes Detail, jedoch nicht ganz das was gemeint war mit Multirotor! Dort treiben 2 Rotoren den Generator an, mit durchgehender Drehachse, der hintere Rotor funktioniert als Windfahne bzw. Windnachführung.

Übrigens habe ich das mit der Windnachführung mit einem sehr einfachen Modell bereits geprüft: Das funktioniert nicht schlechter als jede normale Windfahne.

Einfach so mit zwei Gänsefedern je Rotor, einer vorne auf einem Stab, einer hinten, das Azimuthlager einfaches Loch im Stab mit Nagel als Achse ziemlich weit vorne am vorderen Rotor.

Läuft übrigens bei uns im Dorf in der Kita Spatzennest seit 4 Jahren ohne Sturmsicherung schadfrei. ( :-| Wer es besichtigen will - Dorf Rotha :-| )
Che
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 10:03 Uhr  ·  #15
So was ähnliches hatte ich auch mal versucht, so um das Jahr 2003.

 


Der Fotograf hielt nicht viel davon. Daher wohl auch mein strenger Gesichtsausdruck.

Das war damals mein Kommentar dazu:
Doppelrotor, hier noch im Erprobungszustand ohne Abdeckung unter Anwendung der Flügel vom Prof. Crome. Dabei wurden die Anstellwinkel vorn etwas zurück genommen und hinten etwas erhöht, so dass der hinteren Ebene noch genügend Wind bleiben sollte. Damit hoffte ich, aus Designgründen ohne Windfahne aus zu kommen, was auch leidlich funktionierte, solange sich alles drehte. Bei zu wenig Wind und um die richtige Startstellung ein zu nehmen war dann aber eine Hilfsfahne sinnvoll, die aus glasklarem Material sein konnte, so dass das Design nicht gestört wird. Vor der Windmaschine gemessen hatte ich dann auf Anhieb bis 27% Gesamtwirkungsgrad erreicht, trotz Poly-V Riemengetriebe und Elektroroller-Motor, Bürsten-behaftet, 24Volt 250W als 12V-Generator.
Sicher, ein paar Nachteile waren auch gegeben. Sturmsicherung ist schwierig, und wenn man auf den Riementrieb verzichten will, braucht man unbedingt einen Generator mit zwei Wellenenden. Auch wäre der Wirkungsgrad vermutlich noch höher, wenn man nur einen Rotor hätte. Der Luftstrahl wird nach der Strahltheorie nämlich breiter , wenn die Luft verlangsamt wird. Auch steigt die Laufruhe ab dem dritten Flügel.


Heute weiß ich, dass hierfür die Double-Disk Theorie gilt. Die besagt, dass die Vw durch den deutlichen Abstand der beiden "Disks" hinten schon wieder leicht zugenommen hat.
Was bleibt ist die schlechte in den Wind-Drehung vor dem Start des Windrades.
Auch gehen weder Furl-System noch Heli-Abregelung. Zur Leistungsbegrenzung Generator hoch belasten oder gar Generator-Kurzschluss würden mit Riementrieb auch nicht funktionieren.
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 11:02 Uhr  ·  #16
Neuentwicklungen haben immer Kinderkrankheiten, das tut der Sache keinen Abbruch, Verbesserungen ergeben sich mit der Zeit ganz von selbst.

Um das Maximal Mögliche aus einem solchen Konzept herauszuholen würde ich darauf achten das Azimutlager so weit wie möglich vorne anzusetzen, weil ein Nabenabstand von vorne unnötige Hebelkraft bedeutet die die Wirkung der Windfahnenfunktion eines zweiten Rotors hinten teilweise aufhebt und verfälscht.

Gut ist es einen Generator mit durchgehender Achse oder mit Hohlachse mit genügend Innendurchmesser zu haben um so beide Rotoren direkt als Antrieb zu nutzen.

Bei den ElvWis Generatoren bin ich da fündig geworden, die passen auch vom Leistungsprofil in die Klasse der Micro Windräder die hier wegen bisher nicht gelöster Frage der mechanischen Sicherung in Frage kommen.

Soweit ist das machbar und anhand des Gänsemobils mit Federn auch hinsichtlich der Windnachführung und Laufruhe abgeklärt. Dort ist das Windnachführungsverhalten unauffällig wegen der entsprechenden Positionierung beider Rotoren relativ zum Azimuthlager.

Auch dort wurde sehr nahe am Azimuthlager der vordere Rotor positioniert, der hintere ziemlich weit hinten um so genügend Hebelarm für die Windnachführung zu haben.

Damit beide Rotoren im Gleichgewicht auf dem Azimuthlager ruhten wurde vorne mit Blei austariert.

Bei einem Windrad mit Generator stelle ich mir das Austarieren so vor dass vorne der Generator mit Rotor sehr nahe am Azimuth-lager ruht während gewichtsmäßig dazu der hintere Rotor auf langem Hebelarm mit Carbonwelle, Nabe und Blättern so leicht wie möglich gehalten einen langen Hebelarm im Gleichgewicht erlauben.

Es wäre allerdings auch möglich ein etwaiges Ungleichgewicht durch eine längere Drehachse im Azumuthlager zu neutralisieren, alledings dann mit der Vorraussetzung dass diese sehr exakt und bleibend in einer 100% senkrechten Position verankert und gehalten bleibt.

Ich selber ziehe das Gewicht austarieren in jedem Fall immer vor.

Der Generator ist per se schon etwas schwerer so dass damit tariert werden kann, möglich ist dort auch zusätzliches Gewicht durch andere Komponenten einzusetzen.

Um so einen Versuch nicht unendlich teuer zu machen ließe sich wegen des Leichtgewichts auch Segeltechnik einsetzen, es käme ja sowieso nicht darauf an das Letzte herauszuholen sondern mit leicht machbaren Mitteln zu arbeiten.

Jedenfalls Carbonflügel basteln dürfte etwas komplizierter werden, hinten ist wegen dann möglichem langen Hebelarm Leichtgewicht in jedem Fall Vorschrift.
Che
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 12:44 Uhr  ·  #17
Die Blätter brauchen aber -in diesem Fall vorne - auch einen gewissen Abstand zum Standrohr, sonst machen sie "Musik".
Dass Austarieren bezüglich Azimuth-Lager nachrangig ist, dazu hatte ich mich schon mehrfach geäußert.

Mehr brauchts an Antwort nicht.
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 13:43 Uhr  ·  #18
Zitat geschrieben von Che

Der Fotograf hielt nicht viel davon. Daher wohl auch mein strenger Gesichtsausdruck.

sehr schön, da sieht man wenigstens mit wem man es zu tun hat :-)

das mit dem Anlaufen leuchtet mir ein, wenn der nicht in die richtige Richtung zeigt.

Find ich aber gut das Du gleichmal so ein Ding präsentieren kannst.

Viele Grüße
Perser
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 30.11.2020 - 18:01 Uhr  ·  #19
welcome back
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Re: RepRap Windrad

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Gepostet: 04.12.2020 - 15:26 Uhr  ·  #20
Heute ist endlichmal etwas ordentlich Wind
hab mal ein Video gemacht, als Regler habe ich den 20 Euro China Boost Regler noch dran und einen 12V Kfz Akku.
Die grüne LED am Regler zeigt an das der Akku geladen wird.
https://youtu.be/TyE_QMYbAok

Viele Grüße
Perser
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