Empfehlung Hobby Kleinwindanlage

Für 200 W Leistung bei nur 3 - 5 m/sec bräuchtest Du ein relativ großes Windrad.

Im Idealfall, also bei 5 m/sec gutem laminaren (unverwirbelten) Wind mit einem Horizontalläufer der auf solche Windgeschwindigkeiten ausgelegt ist und für Hanglage optimistisch veranschlagte 30% der in der Strömung enthaltenen Energie abernten könnte wärest Du da bei etwa 9 m2 Rotor-Fläche frontal zum Wind, also bei einem 2,8m bis 3 m großem Rotor im Durchmesser. Wenn Du einen etwas höheren Mast nimmst bist Du da (optimistisch) immer noch bei 2,5 m im Durchmesser

Ein Vertikalläufer müsste dann noch viel größer sein vor allem dann wenn man ein Modell nimmt welches mit turbulenten Luftverwirbelungen die man bei Landschaftsbedingungen mit Wirbelbildung (Hanglage wie bei Dir und Bodennähe) gewöhnlich zu erwarten hat noch gut arbeitet. Ein Savonius z.B. müßte dann etwa das Doppelte der frontal dem Wind entgegengesetzten Fläche relativ zu der des oben angedeuteten Horizontalläufers haben.

Die bei Chinawindrädern angegebenen Leistungen (z.B. "i-2000W 48V Windsafe Windgenerator Ista-Breeze) beziehen sich auf eine Nennleistung des Generators bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten, hier vielleicht 14 m/sec.

Bei einer Wunschleistung von 200 W bei 5 m/sec Wind richte Dich besser nach dem effektiven Energieinhalt der Strömung pro m2 durchstrichener Fläche der bei solchen Windgeschwindigkeiten (3-5 m/sec) kaum mehr als 30% Beiwert sein kann, bei turbulenzangepassten Vertikalläufern dann nur noch 15%.

Bei einem Horizontalläufer mit etwa 30% Beiwert müsstest Du mit etwa 22 W Ernteertrag pro m2 bei 5 m/sec Wind rechnen und kannst danach hochskalieren auf eine Dir beliebige Rotorgröße.

Bei 3 m/sec Wind reduziert sich der erntbare Anteil dann auf traurige 5 W pro m2.

Die Sturmsicherung wo der Rotor nach oben abklappt nennt man "Helikoptersicherung", Erfahrungswerte dazu findest Du vielleicht in den dazu passenden Themenbereichen hier im Forum.

Ein Savonius hat einen schlechteren Wirkungsgrad, müsste also im Vergleich für die gleiche Leistung größer sein.

Da hat XXLray und Wieso recht, XXLray mit dem Hinweis dass der Savonius dann größer sein müsste (doppelt so groß) und Wieso damit dass vielleicht schon ein größerer Akku das Problem löst. Jedenfalls würde ich Dir raten, wenn schon Savonius (keine schlechte Idee) dann mehrere kleine davon. Je größer der Savonius gebaut wird desto größer das technische Problem durch nötigen höheren Materialeinsatz, dadurch bedingte Gefahren des Aufschaukelns von Unwuchten, man braucht enormen Materialaufwand um einen 4-5 m großen Savonius (hoch und breit) zu bändigen wenn dann doch mal etwas mehr Wind als die 3-5 m/sec bei Dir kommt. Und so groß müßte ein Savonius sein um die 22 W bei 5 m/sec zu bringen.

Versuchs doch erst mal mit einem vielleicht 1,5 x 1,5 m großen Savonius, schnuppere Dich so in das Thema rein und verschiebe zwischenzeitlich - wie Lars (Wieso) sagt die Energie Ansprüche auf größeren Akku und wenn möglich etwas mehr Solarpower.

Ein Savonius macht immer viel Freude, er dreht sich fast ewig, auch bei ganz lauem Wind. Nur stark abbremsen zur Energieabnahme darf man ihn dann nicht. Es dreht sich halt fast immer was und zeigt Dir selbst und der Nachbarschaft das es vorwärts geht mit der umweltfreundlichen Energieerzeugung bei Dir.

Schau Dir mal die Savonius Palette von der Fa. ElvWis an, einfach Elvwis googlen. Die verkaufen auch verschiedene (erschwingliche) Scheibengeneratoren lose wenn Du Deinen Savonius selber bauen möchtest (ohne Getriebe, da keines dafür nötig).

Ein Savonius in Bodennähe ist schon vernünftig, unten hat man meistens mehr Turbulenzen als höher oben und dafür ist der Savonius am besten geeignet. Rechne mal bei einer Baugröße von 1 m x 1 m mit 11 W bei 5 m/sec Wind

Erfreulich am Savonius ist, dass er schon bei wenig Wind anfängt zu drehen, das ist optisch ein gutes Gefühl. Nur eben klar, bei schwachem Wind ist kaum Energie drin.

Horizontalläufer haben meist mehr als SLZ 2 (Schnelllaufzahl) wobei SLZ 2 da schon sehr langsam ist und so auch etwas gemütlicher wie ein Western Windrad etwa.

Je schneller die SLZ desto später laufen Windräder an, also erst bei höheren Windgeschwindigkeiten, das hat etwas mit dem bei Schnellläufern geringeren Drehmoment zu tun.

Das mag wahr sein.

Ansich energetisch nichts, aber noch kein Jahres-Mittelwind.
Dazu bitte mal hier lesen: Forum/cf3/topic.php?p=64053#real64053

Leider Ja.
Der Darrieus schon mal um 33% und bei den Savonius eher noch mehr. Zudem ist das Erreichen von Sturmsicherheit problematisch.

Bezüglich Eigensicherheit höchstens unter 3,5 m/s jahresmittelwind.

Ich hatte es bei Probekonstruktionen untersucht, mit folgenden Ergebnissen:
"Es erscheint aussichtslos, Wid.-Läufer ungebremst im Wind stehen zu lassen.
Selbst bei Jahresmittelwind von 3,5 m/s ist es für die hier gezeigte festeste Bauform
-C-Rotor- höchst riskant. Die 50JBö, so kurz wie sie ist, ist immer zwingend mit dem 50JW
verbunden. Dabei ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Ereignisse statistisch 1x auftreten,
durch den Klimawandel vermutlich schon auf etwa 30 Jahre reduziert. Statistik heißt aber, es
kann schon in diesem Jahr sein.
Ein Ausweg wäre, die Anlage bei Nenndrehzahl von z.B. 12 m/s automatisch fest
bremsen zu lassen. Das allerdings ist technisch eine große Herausforderung."
Quelle: Fazit in http://www.geopolos.de/Quellen…igkeit.pdf

Ist zwar für Leerlauf, da mit Stallerscheinungen zur Überlastsicherung nichts zu machen ist. Es verbleibt ein mehr oder weniger überhöhtes Startmoment.
War also die Idee, um Generator und Elektronik zu schützen, sämtlich elektrische Last ab zu werfen.

Wer hat das untersucht und nachgewiesen?

Bezüglich Probekonstruktionen brauchst Du nur mal dem Link zuvor folgen. Bezeichnend genug, dass Du es nicht schon längst getan hast.

"Ab einer höheren Windgeschwindigkeit weicht die Strömung aussen herum aus." Da musst Du schon die Quellen nennen!
Bis zum Nachweis ist das für mich eher nach dem Schema: Der Wunsch war der Vater des Gedankens.

Während ich mir, wie ich meine, berechtigte Sorgen um die Sturmsicherheit mache
sind allerdings wenig Berichte über zerlegte Widerstandsläufer bekannt.
Kann aber auch daran liegen, dass man solche Meldungen unterlässt, weil man damit nicht punkten kann.
Auch möglich, dass vornehmlich bei Schwachwind betrieben.

Wie dem auch sei.
Anstatt sich als Erstlingswerk an einer Normal-WEA zu versuchen und die doch nicht hin zu bekommen,
spricht nichts dagegen, z.B. ein Wassefass aus Plastik, meist blau, in 2 Hälften zu sägen und diese mittels Blechscheiben zu einem klassischen Savonius wieder zusammen zu setzen, mit Versatz in der Mitte, s. Abb 5 in http://www.geopolos.de/Quellen/Widerstandsl%C3%A4ufer.pdf.
Blechscheiben müssen nicht mal rund sein. 8- oder sechseckig genügt.

Bei Scheibengeneratoren ist man aber im Preis inzwischen selbstbewusst geworden. Zumindest wenn es sich um solche mit Kennlinien handelt. Beispiel

Da kann sich Eigenbau vielleicht lohnen, oder man versucht es hiermit.

Bei allen brauchts am Rotor oben ein zusätzliches winkelbewegliches Lager, was mit dem Gehäuseflansch an der obersten Blechscheibe angeschraubt wird.
Kurzer Achsstummel dann an einen U-förmigen Rahmen aus Vierkantrohr, welcher oben zusätzlich abstützt.

Wenn man mit Mittelachse arbeitet, dann 2 solche Lager. Das untere evtl. mit mehr Innen-D. Achse dann gekröpft (Dünne Massivachse in dickeres Rohr einschweißen).
Man braucht aber zwingend einen Riementrieb (mit Poly-V Riemen ist bezahlbar) zu einem dann in der Bauform beliebigen seitlichen Generator.

Was mit dem Strom geschehen kann, dazu später vielleicht mehr.

Das vom Betz ist Eulen nach Athen tragen. Binsenweisheit, dass mit den unterschiedlichen Cw.

Aber was hat das mit Deiner Meinung zu tun? "Ab einer höheren Windgeschwindigkeit weicht die Strömung aussen herum aus."

Wenn Du die Freundlichkeit hättest, das in dem Buch, welches Du wahrscheinlich hast, ein zu scannen oder zu fotografieren und uns zur Verfügung zu stellen!

Ersatzweise zumindest das wörtliche Zitat mit Nennung der Seite. Auch warum er den Savonius als eigensicher bezeichnet.

In Deinem Link zum Savonius steht übrigens nichts dergleichen.

Und hier bitte gern noch die noch ausstehende Quellangabe von Heinz Schulz:

Seite 43, untersterAbsatz, wörtlich:

"Der erste Prototyp mit 160 cm Durchmesser und 438 cm Höhe läuft nun seit 1981 (das Buch ist die 5.te Auflage 1999) und hat dabei zahlreiche schwere Stürme mit Spitzengeschwindigkeiten von ca 35 m/sec schadlos überstanden."

Das ist nicht die einzige Stelle wo er auf die Sturmsicherheit des Savonius eingeht aber wohl passend zum Zitat aus Deiner Quelle in der Du mehrere Modelle "Probe Savonius" gebaut haben willst die Dich zu der "überwältigenden" Aussage gebracht haben dass der Savonius (und sogar auch der C-Rotor) bei Starkwind nicht zu gebrauchen sind.

Das ganze Buch werde ich nicht hierher kopieren, mir langt es langsam!

Das man einen Savonius mit zwei linken Händen auch so bauen kann dass er schon beim leisesten Windhauch den Geist aufgibt wie Du vielleicht mit Deinen "Probemodellen" ist schon klar!

Was die Quellangabe im Buch von Betz angeht so ist das auch kein "Eulen nach Athen tragen" sondern ein Hinweis auf auf generelle Unterschiede auf die Felix von König in seinem Buch: "Windenergie in praktischer Nutzung" auf Seite:126 / 127 unter der Überschrift "Der Savonius Rotor" genauer eingeht.

Nämlich, was spezielle aerodynamische Wirkungungen betrifft die von denen klassischer Widerstandsläufer abweichen beschreibt er dort auch ganz spezifisches dazu was den Savonius von gewöhlichen Vortriebsläufern unterscheidet und stellt damit klar unter Beweis dass dieser kein reiner Vortriebsläufer sondern ein Hybrid aus diesem und einem Auftriebsläufer ist.

Unter anderem tut er das mit dem von der eigenen Windrichtung abweichenden Feld mit Auftrieb hinter dem Rotor welches auch auf den Strömungsverlauf und den Widerstand des Korpers in der Strömung um den Rotorkörper herum Einfluss nimmt.

Der Magnus Effekt, den allerdings Betz noch nicht kannte wird ebenfalls als Merkmal des Savonius genannt womit dieser als Körper in der Strömung widerstandsmäßig von der von Betz beschriebenen Form wesentlich abweicht.

Falls Dir das alles nicht genügt oder zuviel ist, dann frag doch viel einfacher unser Forenmitglied "Farmer" ob ihm zu seinem 5 m Savonius in all den Jahren im Betrieb jemals irgendwelche Bedenklichkeiten wegen der Sturmfestigkeit des Rotorkörpers gekommen wären. Sein Rotor hat auch Stürme überstanden, da ist keine Konstruktin auseinandergebrochen, lediglich Lagerschäden, was kein Wunder bei dem tonnenschweren Stahlgebilde sein dürfte.

Ich hatte übrigens zuvor schon gesagt dass 5 x 5 m Rotorgröße auch von anderen Quellen allgemein als konstruktive Grenze angesehen wird weil noch größer der nötige Materialaufwand der zur Sicherheit nötig wird danach keinen Sinn mehr macht.

Und meiner Meinung nach ist die Baugröße von 0,8 m x 1 m vollkommen unproblematisch - immer wenn ordentlich gearbeitet wird was Dir mit Deinen Versuchsaufbauten nicht so geglückt zu haben scheint.

Ich glaube ja auch, dass beim Servanius der Rotor bei hoher Drehzahl so viele Verwirbelungen erzeugt und sich damit selber bremst.

Ein Breiter aber niedriger Servanius ist hier auch von der Stabilität her einfacher zu beherrschen, als ein schmaler großer.
Meiner Meinung nach wider der Servanius total Unterschätzt, da er viele Vorteile ausweist die ein Horizontaltläufer nicht besitzt.

Ich merke nur, dass die Teile die man so im Netz bekommt fast alle schlecht Konstruiert sind, so das der Rotor am Generator-lager hebelt.

Werde mir selber einen bauen, bei dem die Rotor-welle durch Lagerböcke geführt wird und dann frei von Hebelkräften auf den Generator führt.
Dann ist der Sturm auch kein Thema mehr.