Richtige Dimensionen von H Rotoren.

Durchmesser zu Höhe obtimieren.
 
FamZim
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Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 23.07.2023 - 14:30 Uhr  ·  #1
Hallo

Ständig gibt es Probleme ein solches Windrad zum laufen zu bringen.
Es wird versucht mit "kleinen" sich heran zu tasten.
Ich denke mitlerweile - genau das ist das Problem, und auch die Ursache für ein Versagen, oder auch nur einen schlechten Anlauf.
Um für den Generator eine hohe Drehzahl zu generieren ist der Durchmesser sehr klein aber die Bauhöhe darum , im Verhältniß, sehr groß.
Der Wind geht, wegen Staudruck, rechts und links vorbei aber die Randwirbel sind auch klein.
Mache Ich den Durchmesser groß und die Bauhöhe klein, geht der Wind ober- und unterhalb vorbei,was meiner Meinung nach erstmal nicht schlechter ist.
Der große Vorteil ist aber nicht nur der grössere Hebelarm zu den Blättern, sondern ein breiteres wirksameres Profil, welches bei kleiner Anfangsdrehzahl austreichend Re-Zahl hat, um aerodynamisch zu wirken.
Je kleiner desto geht nicht, das ist bei KLEINEN Windanlagen leider so.
Alle möchten gerne etwas Leistung ernten ohne Sturm, was aber mit 50 cm Rad nur Wunschdenken ist.
Also gehen wir mal mit der 1 mtr Klasse ins rennen, oder 1,2 m Durchmesser und nur 80 cm Bauhöhe.
Wenn das im Garten steht ist es immer noch sehr klein, unauffälliger als ein 10 mtr Mast.
Und zu den Kugelanlagen -- keine Randwirbel -- aber die Blattspitzen sind nur die Befestigung der Blätter an der Achse, und leisten keine Arbeit.

Gruß Aloys.
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 24.07.2023 - 21:08 Uhr  ·  #2
"Also gehen wir mal mit der 1 mtr Klasse ins rennen, oder 1,2 m Durchmesser und nur 80 cm Bauhöhe."
Mit den D gehe ich mit.
Bauhöhe aber mind. so, dass sich ein quadratisches Verhältnis ergibt. Weil: Sonst zu viel Reibungsanteil der Haltestreben.

H kann aber durchaus 1,5* D sein!
Höhere Streckung der Blätter dann (Blattlänge zur Blattbreite).
Außerdem zur Leistung relativ viel Drehzahl. Erleichtert und verbilligt den Generator.

"Wenn das im Garten steht ist es immer noch sehr klein, unauffälliger als ein 10 mtr Mast."
Was soll das denn? Oder meintest Du als Gartenkunst, ohne ernsthafte Ambitionen der Stromgewinnung?

"Und zu den Kugelanlagen -- keine Randwirbel -- aber die Blattspitzen sind nur die Befestigung der Blätter an der Achse, und leisten keine Arbeit."
Hä?
FamZim
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 25.07.2023 - 12:08 Uhr  ·  #3
Hallo

Wenn die Haltestreben optimal ausgelegt sind, braucht es für mehr Bauhöhe entweder mehr Streben oder stärkere "dickere" Streben .
Ich denke das hebt sich schon mal auf.
Windräder sind haupsächlich dazu da mit gutem Eta Leistung aus dem Wind zu entnehmen.
Was dann damit geschieht ist erstmal nebensächlich, also Drehzahl und so.
Es - Muß - Laufen , und das möglichst bei unseren Windverhältnißen.
Ansonsten ist es die meiste Zeit nur Kunst im Garten oder auf den Dach.
Es geht nur um das Verhältniß von Höhe zu Durchmesser, und was sich bei Unseren Verhältnißen am besten eignet.
Wieso den Hä ?? selbst denken ist besser als das gleiche nachdenken, das ist Stillstand.

Gruß Aloys.
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 25.07.2023 - 16:12 Uhr  ·  #4
Dann erklär uns das mal!
"Und zu den Kugelanlagen -- keine Randwirbel -- aber die Blattspitzen sind nur die Befestigung der Blätter an der Achse, und leisten keine Arbeit."
Ich weiß nicht, was soll es bedeuten.
Windwirt
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 26.07.2023 - 11:29 Uhr  ·  #5
Also beim H-Rotor, bin ich ein Freund davon, dass D zu H, dasselbe Verhältnis haben sollte.
Damit das Drehmoment und Drehzahl, miteinander harmoniert.
Was nützt eine hohe Drehzahl, wenn das Drehmoment zu gering ist und umgekehrt ist es auch so, da bringt man nicht genügend Drehzahl zum Generator.
Che
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 26.07.2023 - 12:34 Uhr  ·  #6
Sowas in Einklang zu bringen, nennt man eben Anpassung.

Das gelingt auch, wenn der Generator höher dreht, mit weniger Moment,
und hat den nicht unwesentlichen Vorteil, dass damit der Generator weniger Masse haben darf, und damit
weniger koastet.


Wenn das im Folgenden eine ev 600 war, dann hat die 6m Blattlänge bei 4m D.
Forum/cf3/topic.php?p=14737#real14737

Bei den heute üblichen Anordnungen der Streben müssten die Blätter wahrscheinlich kürzer sein,
aber sowas sieht doch ganz gut aus, oder?

 


Wenn ich mich nicht irre D 1,5 und H 1,8m, wenn nicht sogar 2m.
Carl
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 26.07.2023 - 13:55 Uhr  ·  #7
"Also beim H-Rotor, bin ich ein Freund davon, dass D zu H, dasselbe Verhältnis haben sollte.
Damit das Drehmoment und Drehzahl, miteinander harmoniert.
Was nützt eine hohe Drehzahl, wenn das Drehmoment zu gering ist und umgekehrt ist es auch so, da bringt man nicht genügend Drehzahl zum Generator."

Damit wäre ich de acuerdo als Faustregel aber andererseits bieten schmale Rotoren mit geringem Durchmesser bei genügend Bauhöhe den Vorteil der höheren Drehzahlen bei vergleichbar gutem Drehmoment.

Leider sind dem von der Leistungsgröße her Grenzen gesetzt, mit einer kleineren Anlage die nur wenig breit aber dementsprechend höher gebaut ist kann das aber Sinn machen weil langsam drehende Generatoren ohne Getriebe nur mit teurer Bauweise die Leistung gut umsetzen können.
FamZim
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 27.07.2023 - 11:17 Uhr  ·  #8
Hallo

Es hat sich doch erwiesen das kleine Durchmesser, ich denke da an unter 0,5 m nicht die erhofte Wirkung haben.
Daher sollte ein minimaler Durchmesser nicht unterschritten werden, egal wie hoch das dingens dann wird
Übermässig schlanke Rotoren haben dann wieder andere Probleme da sie nicht in diesem oberen Bereich abgestützt werden können
Da gibt es dann wieder mehr Materialeinsatz.
Mein erster H Rotor hat nun eine Verlängerung der Streben bekommen, aber nur schietwetter im Moment
Der obige H Rotor hat "zwar" 2 Streben je Blatt, die aber nur zu einem Befestigungspunkt am Generator füren.
Auch wieder nicht sehr gut.
Sehr schlanke.Savoniusse haben oben eine höhere Windgeschwindigkeit zur Verfügung als unten, auch nicht das gelbe vom Ei !!

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 27.07.2023 - 11:48 Uhr  ·  #9
Schon klar, zu schlank und hoch würde auch statische Probleme machen die dann wieder konstruktiv schwer zu beherrschen sind.

Ein Verhältnis von 50 cm Durchmesser zu 2 m Höhe (nur mal als Beispiel) wäre mit dem Idealmaß, also 1 zu 1 mit 1 m Durchmesser und 1 m Höhe langsamer, hätte zwar so mehr Drehmoment.

Bei 2 m Höhe und 50 cm Breite ginge es aber vielleicht darum einen schon vorhandenen Generator ohne ein Übersetzungsgetriebe einzusetzen der beim anderen Baumaß 1m x 1m ohne dieses nicht die Leistung bringt.

Anpassen - das muss man schließlich oft wenn man effektiv arbeiten will und wenn man große Auswahl der Möglichkeiten hat wird man gern die am besten passende auswählen.

Damit soll nur aufgezeigt werden dass nicht nur mit der Bauweise des Generators Drehzahl und Leistung angepasst werden kann also dass es eine größere Vielzahl der Möglichkeiten gibt.

Ein Generator der mit wenig RPM gute Leistung bringt hat schließlich auch den Nachteil dass er in der Regel teurer ist. Warum sollte man dann nicht auch die Anforderungen vor die ein schmaler und dafür höher gebauter Rotor stellt in Kauf nehmen können?

Man könnte ja sogar einen Generator schlanker und dafür länger bauen um dessen Eigenschaften an vorgegebene Bedürfnisse anzupassen.

Wichtig ist dass man nicht nur die eine sondern alle Möglichkeiten zu Rat ziehen kann und dann mit den passenden Mitteln die dann reichhaltiger zur Verfügung stehen arbeiten kann
FamZim
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 27.07.2023 - 19:02 Uhr  ·  #10
Hallo

Bei richtige Dimensionen von H Rotoren geht mir darum, wie groß der Durchmesser mindestens sein solte für eine gute Funktion.
Alles andere wie Generator und Elektronik kommt erst danach.
Ich opfere doch nicht einen guten Wirkungsgrad und Leistungsausbeute für die nachvolgenden Komponenten die dann ebenfals weniger abbekommen vom Kuchen.
Also erstmal Ernten.
Es wurden immer die Generatoren der Energiequelle angepast so viel ich weis.
Dampfmaschinen haben hochpolige, schmale Generatoren.
Kraftwerksmaschinen haben 2 polige für 50 Hz und auch für 60 Hz.
Die sind in der Drehzahl durch auftretende Fliekräfte begrenzt, aber dann ein vielfaches des Durchmessers lang.
Wasserkraftwerke haben große Durchmesser bis 4 Meter und 2 Meter hoch.
Es gibt alle Zwischengrössen, jeweils der Kraftquelle angepasst.

Gruß Aloys.
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 27.07.2023 - 19:11 Uhr  ·  #11
Dass das Vorgelagerte gut läuft, also Windrad und Generator, das steuert man doch mit der nachfolgenden Belastung, die natürlich auch passen muss.
Carl
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Re: Richtige Dimensionen von H Rotoren.

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Gepostet: 27.07.2023 - 19:58 Uhr  ·  #12
Beim Darrieus hast Du höchstwahrscheinlich recht mit dem Verhältnis des Durchmessers wenn der zu klein wird.

Mit sehr kleinen Vertikalläufern habe ich ansonsten bei anderen Typen als dem Darrieus noch nicht feststellen können dass diese dann weniger leisten, im Gegenteil.

Allerdings - wie gesagt - betrifft das nicht die Darrieustypen mit ihren aerodynamischen Profilen sondern alle anderen Vertikalachser - angefangen beim reinen Vortriebsläufer a la Schalenanemometer bis hin zu Savonius und einigen anderen Varianten die es sonst noch gibt.

Dass man in der Regel die Generatoren der Energiequelle anpasst hat sich wohl so eingebürgert. Das ist Usus so, wird auch nicht angezweifelt dass es allgemein so gemacht wird

Es gibt andererseits keinen vernünftigen Grund warum man umgekehrt die Abmessungen eines Windrades nicht an den Generator anpassen dürfte. Im Gegenteil - man hat dadurch mehr Spielraum der Möglichkeiten. J

Nur weil man etwas in einer bestimmten Form gewohnt ist heißt das nicht das andere Lösungen schlechter sein müssen.

Nachteile erkenne ich dadurch keine es sei denn - vielleicht bauartbedingt beim Darrieus - der wie Du sagst mit kleinen Diametern weniger leistet.

Wenn z.B. der Savonius mit 50 cm Durchmesser und ebensolcher Höhe mit 3,5 m/sec Wind einen 12 V Akku mittels eines Nabendynamos laden kann so bezweifle ich dass ein Darrieus das trotz seines besseren Wirkungsgrades könnte.

Das Drehmoment ist für den Unterschied unter den beiden verantwortlich aber auch das spezielle unterschiedliche Reagieren der Rotoren in der Strömung.

Da der Savonius wenn er Leistung abgibt optimal mit SLZ 0,9 und im Leerlauf mit SLZ 1,6 dreht bezweifle ich dass der Darrieus ebenso stark abgebremst noch genügend Drehmoment aufbringt weil dann wohl die Aerodynamik seiner Profile zu stark einbrechen würde.

Aber vielleicht belehrst Du mich eines Besseren. Wir waren doch in einem anderen Thread schon einmal der gleichen Meinung darüber dass man in Deutschland Windräder mit viel Drehmoment bauen sollte um die am häufigsten vertretenen Windgeschwindigkeiten besser nutzen zu können.

Der Darrieus gehört meiner Meinung nach nicht zwingend unbedingt dazu.
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