Deltaflügel

Besserer Anlauf?
 
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Deltaflügel

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Gepostet: 15.01.2021 - 15:59 Uhr  ·  #1
Hallo
Dies ist meiner Meinung nach ein "Deltaflügel". Gehe ich richtig in der Annahme dass diese Form für einen zügigen Anlauf sorgt. Habe leider keine griffigen Infos im Netz oder hier im Forum dazu gefunden.
Der gezeigte Flügel hat eine Länge von 630mm (vllt kann man Rückschlüsse auf die Breite ziehen).
Was könnte man, rein aus Erfahrung/Schätzung, zu SLZ und Drehmoment sagen für einen 3 Flügler mit diesem Profil.

MfG Nico
 
Che
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 15.01.2021 - 18:55 Uhr  ·  #2
Also Nico, mit Delta ist ja der griechische Buchstaben gemeint. Der ist aber dreieckig.

Das Foto ist angelehnt an die Optimalauslegung nach Betz: Möglichst überall auf dem Flügel soll der Wind um 2/3 verlangsamt werden. Dann max. Cp (Leistungsfaktor, 100% wäre 1).

Betz hat die Strahldrehung noch nicht beachtet. Daher die Blätter in Nabennähe unwirtschaftlich breit und auch recht steil angestellt. Im Nabenzentrum theoretisch 90°.
Das mit der Strahldrehung hat erst Schmitz in Formeln gegossen.

Blätter original nach Betz haben aber Vorteile beim Anlauf. Daher bei kleinen WKAs wohl oft verwendet (oder aus Unkenntnis).

Bei 3 von Deinen Blättern schätze ich mal Auslegungs-TSR 6. Kann aber im Betrib nur breitbandig realisiert werden, wenn es über einen speziellen Laderegler/ (Einspeise-WR) ermöglicht wird. Beiden dann zu Eigen: MPPT oder ne angepasste Übertragungskennlinie.
Bei einfachen Ladeschaltungen wird die TSR wegen U_batt = const. sehr bald runter gerissen, und damit auch der Cp.

Mit smartem Laderegler wäre etwa das im Anhang möglich.

Bei 5 Blättern (dann ansich andere, ob die das aber beachten?) TSR etwa 4,5. Drehmomente und Drehzahlen entsprechend umrechnen!

Wenn Deine Fragen aber den Sinn haben, einen passenden Generator zu finden, empfehle ich Dir, gleich ein ganzes Windrad zu nehmen, für unter 100 EUR, 3-blättrig oder 5-blättrig.

Das letzte dürfte noch besser anlaufen, auch noch leiser sein.

Was alle aber gemeinsam haben können ist, die Generatoren sind bezüglich Spannungen falsch dimensioniert. Daher auch so billig. Würde die schlechten Kritiken erklären, die darauf hinaus laufen ... Ladungsbeginn erst ab xy km/h.

Bei so wenig Geld ist es aber lohnend, die Generatoren um zu wickeln. Kein Hexenwerk!
Zuvor kann man prüfen, ob durch Andersbeschaltungt einzelner Windungen (in Reihe) man auch zum Ziel kommt.
Ist nämlich seit einiger zeit üblich, mehrere dünne Drähte "in die Hand" zu nehmen und gemeinsam parallel zu wickeln.
Bei Pedelecs hatte ich von bis zu 9 gehört, wobei es auch schon mehr sein können.

Soweit erst einmal.
Grüße, Che
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 15.01.2021 - 19:27 Uhr  ·  #3
Vielen Dank für die Antwort.

Dieser Flügel sprach mich irgendwie an. Der sieht "logisch" aus wenn man das so sagen darf^^ Das das ein Flügel nach Betz ist überrascht mich positiv und macht mir Hoffnung das der dann auch was taugt.

Du kennst ja meinen neu gewickelten Geni - da sollen 3 von den Flügeln ran; oder 5, falls die Drehzahl doch zu hoch wird (mein Geni macht ca. 0,18V/Umdrehung). Schließlich ergibt sich bei 12m/s eine Drehzahl von rund 1000 U/min - das entspricht dann einer Leerlaufspannung von 180VDC bei meinem Geni...nicht ganz ohne...

Ursprünglich war ja ein Savonius geplant. Aber wie das manchmal so ist...

Nach deiner Kalkulation liefern die Blätter genug Drehmoment um meinen eisenhaltigen Generator (0,1Nm Rastmoment) schon früh in Rotation zu versetzen. Es wird wohl doch ein Horizontal-Läufer :)
ora
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 15:51 Uhr  ·  #4
Diese Form eines Rotorblattes wird als "Betzsche Optimalform" gehandelt: wenn man entlang des Rotorblattes immer dasselbe Profil verwendet, kommt diese Form einfach heraus.

Deswegen verwenden auch viele Rotorblatt Hersteller diese Form. Was teilweise auch ein ziemlicher Unsinn ist, denn ein Rotorblatt besteht nicht nur aus Aerodynamik (obwohl ich vom Fach bin), sondern natürlich muss auch eine Struktur hinein. Und wenn man das Rotorblatt in der Mitte 10 % breiter machen würde, wäre es auch 10 % dicker und die Steifigkeit wäre etwa 21 % höher.
Bei kleinen Anlagen spielt das nicht so die Rolle, bei großen, schlanken Leichtwindblättern sehr wohl.

Klar ist, dass dann der Verlauf der Verwindung des Blattes etwas anders sein muss;
wenn das Blatt dreieckig wird, verändert sich die Verwindung dann auch nahezu linear.

Ora
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 19:20 Uhr  ·  #5
Sorry Nico, man kommt schon durcheinander bei den vielen Clienten.

Was willst Du mit 180V?
Das Ganze ist eher prädestiniert für Deinen noch verbliebenen unveränderten Motor/Generator. Wie ich schon mehrfach sagte, ausreichend Stromstärke brauchst Du ja auch.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 19:30 Uhr  ·  #6
Ich kann mit 180V nichts anfangen ( wäre ja auch Leerlauf).
Leistung war glaube ich bei 400Watt bei 12m/s für den 3 Flügler. Könnten 75V mit 5,3A werden. Für nen vernünftigen MPPT kein Problem :) und mit beiden Genis wäre das auch realisierbar. Ausprobieren was besser läuft :)
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 19:36 Uhr  ·  #7
Du immer mit Deinen Illusionen bezüglich 2 Genis, die zudem nicht zusammen passen...

180V leerlauf auf 75V durch Belastung runter zu drücken, wäre Prügel wert. 5 A hält der auch nicht aus, oder?

Wenn von MPPT Wind gesprochen wird, soll man zuvor mal nachsehen, was die denn für Eingangsspannungen vertragen.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 20:05 Uhr  ·  #8
Nein, nein...nicht beide ran. Es wären beide denkbar zu betreiben und dann gucken welcher besser läuft.
Sicher hält er das :) bei knapp 6A wirds langsam kritisch bezüglich der Wärme.

Im Solarbereich sind 75V kein Thema - gibt auch noch deutlich mehr. Mal gucken was sich da finden lässt.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 20:18 Uhr  ·  #9
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 16.01.2021 - 21:02 Uhr  ·  #10
Werde ich mich mal drum kümmern. Mal gucken was ich hier noch an Lastwiderständen finde. Es müssten eigentlich noch 5W 0,1Ohm Widerstände in der Garage liegen. Alternativ finde ich bestimmt noch eine H7 Leuchte (12V 55W).
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 17.01.2021 - 09:05 Uhr  ·  #11
@ Nico: Aber Solar-Laderegler mit MPPT, (andere gibt es vermutlich garnicht mehr) taugen nicht für den Windbetrieb.
Ist doch schon so oft diskutiert worden.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 17.01.2021 - 10:35 Uhr  ·  #12
Die Diskussion habe ich hier im Forum noch nicht gelesen werde mich aber gleich auf die Suche machen. Vielen Dank für den Hinweis :)
Dann bleibt also nur Ladekennlinie. Hat das wer mal mit Arduino probiert? Vllt finde ich was im Forum.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 17.01.2021 - 12:51 Uhr  ·  #13
Beim Erstellen der Kennlinie hat der Akkuschrauber leider den Geist aufgegeben - deswegen leider nur ein Anfang:

Maximaler Kurzschlussstrom 12A

Kennlinie gemessen an 12V 55W H7

Ca. 76 U/min ca. 5V 3,0A
Ca. 132 U/min ca. 9V 4,8A
Ca. 153U/min ca. 12v 4,8A

Mehr als 4,8A nimmt die H7 nicht. Weitere Drehzahlsteigerungen würden nur zu mehr Spannung führen.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 17.01.2021 - 21:27 Uhr  ·  #14
Und mehr als ca. 2,5A (DC) der Generator nicht auf Dauer bei Draht-D 0,7mm.
10 min sicher schon, aber dann...
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 17.01.2021 - 21:44 Uhr  ·  #15
Laut Tabelle sind 1,35A pro Phase drin. Wären bei Sternschaltung nach Gleichrichtung ca. 5,15A die ohne weiteres zur Verfügung stehen. Das ist an 75V auch was wert. Es führt aber kein Weg an einer Kennlinie vorbei damit mir die Wicklung nicht abraucht.

Habe hier im Forum mal gelesen dass man das Drehmoment als Stromstärke auslegen kann. Macht erstmal Sinn. Sind dann 1Nm = 1A oder wie wird das verrechnet? Könnte alternativ natürlich messtechnisch erfasst werden mittels Drehmomentscheibe aber Ausrechnen wäre mir lieber ^^
Che
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 18.01.2021 - 09:06 Uhr  ·  #16
Aus meiner Sicht ist die zwischenzeitliche Multiplikation mit 3 unzulässig. Die mit 1,28 schon, aber alleine.

Grund ist, dass bei der Methode Drehstromleistung = Gleichstromleistung die Drehstromleistung auf I (Spule) aufbaut und schon mit 1,73 multipliziert worden ist. Link: http://www.geopolos.de/Quellen…chtung.png
Es steht da, "durch Messungen bestätigt".
Mir liegen auch Generatorvermessungen von der Fa. Hübner vor, aus denen die Richtigkeit hervor geht.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 18.01.2021 - 11:25 Uhr  ·  #17
Ok, das würde ja aber dazu führen dass der Betrieb als Motor dann auch jenseits von Gut und Böse war (350Watt an 36V = ca. 9,7A)
Um das nochmal in Erinnerung zu rufen 5 × 0,13mm2 war da vorher drauf. Laut Tabelle sind 0,45A für 0,13mm2 zulässig. Macht dann 2,25A für den ganzen Motor wenn nur mit einer Phase gerechnet wird. Sprich: es müsste mit über 150V gearbeitet werden damit das gute Stück 350W Leistung abgeben kann...
Rechnen wir aber mit 3 × 2,25A × 1,27 sind das 8,57A. Und wenn da noch ein bisschen was mehr an Ampere kommt um kurzzeitig auf max Leistung zu kommen, dann wäre das auch noch im Rahmen.
Die original Wicklungen haben auch keinerlei Anzeichen von Übertemperatur was eigentlich deutlich sichtbar sein müsste wenn nach deiner Vorgabe der Strom von einer Phase als maximal zulässig gilt.

In meinen Versuchen mit der H7 konnte ich auch keine Temperaturprobleme feststellen obwohl ich mit 4,8A die Schmerzgrenze um ca. das doppelte überschritten habe.

Nimm es mir nicht böse, aber deine Theorie kann ich praktisch nicht (oder vllt auch NOCH nicht) nachweisen.

MfG Nico
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 18.01.2021 - 12:12 Uhr  ·  #18
Gesamter Querschnitt original: 0,628mm2
Querschnitt neu:
0,385mm2

Zulässige Belastung original:
8,57
Ist-Belastung:
9,70A
Zulässige Belastung neu:
5,23A
Belastung wenn genutzt wie vorher:
5,95A

Ich sehe da kein Problem wenn man das mit nem 3-Satz lösen darf.

Deine Berechnung beruht doch auf der Umrechnung von einer Phase Wechselstrom auf Gleichstrom. Gleichrichtung erfolgt doch aber über 3 Phasen parallel.
Bedeutet: Spannungen gleich und Stömr addieren sich. Das einzige was deine Rechnung hervorbringt ist das mit nicht mehr als dem Faktor 1,28 gerechnet werden darf wenn man von Wechselstrom auf Gleichstrom umgerechnet wird.

Du bist schon ein kleiner Miese-Peter ;) :)

MfG Nico
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 18.01.2021 - 13:31 Uhr  ·  #19
Zitat
Umrechnung von einer Phase Wechselstrom auf Gleichstrom
Das scheint nur so!
Die Leistung einer Phase wurde aber multipliziert mit Wurzel aus 3. Damit ist es die gesamte Drehstromleistung des 3-Phasen-Generators!

Andererseits: Deinen max. Strom Original musst Du durch 1,28 teilen, um auf den "zul." Original-Spulenstrom zu kommen.
Also 6,69A AC. /0,629 mm² = 10,66 A/mm²

Das ist vermutlich nur kurzzeitig möglich, wie bei einem Houverbord eben üblich.

Ich hatte 5 A/mm² zugestanden, auf Dauer. Dann also neu 1,925 A AC für die Spule. * 1,28 = 2,46 A DC gleichgerichtet.

Übrigens:
Zitat
Ca. 153U/min ca. 12v 4,8A
Das passt nicht zu einem Normalwindrad 1,35m D TSR 6.
Da brauchst Du ca. 12V bei 0 A, also im Leerlauf. Eigentlich 13,6V, aber die TSR im Leerlauf, auch kurz nach dem Start, liegt etwas höher.
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Re: Deltaflügel

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Gepostet: 18.01.2021 - 16:27 Uhr  ·  #20
Zusammengefasst sagst du:

8,57A DC sind im Drehstrommotor "nur" noch 6,69A AC; Ok da stimme ich dir voll und ganz zu.

Weiter hast du die Stromdichte berechnet (6,69A / 0,629mm2). Das ist so nicht richtig.
Es stehen 3 Phasen zu je 0,629mm2 den 6,69A gegenüber. Macht also über den Daumen 3,5A/mm2 -> also kein Problem.

Nun möchte ich 5,23A DC aus dem Dingen raus holen. Das entspricht 4,09A AC Drehstrom. Diesen 4,09A stehen nun 3 Phasen zu je 0,385mm2 gegenüber. Macht über den Daumen wieder 3,5A/mm2.

Den Strom durch den Querschnitt einer einzelnen Phase zu teilen macht erst Sinn wenn du auch den Strom pro Phase nimmst. Ansonsten dürfte auch nur eine Phase zur Verfügung stehen.

MfG Nico
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