Hallo Zusammen,
Ich bin neu hier im Forum erhoffe mir ein paar interessante Gedanken zu meinem Projekt.
Kurz zu mir, ich studiere Luft- und Raumfahrttechnik und träume schon lange davon, ein DIY Windrad in "anständiger" Leistungsklasse zu bauen. Ich bin schon immer bei Rohren als Flügelmaterial gewesen, aber schon durch zahlreiche Aufbauten und Größen durch, ich denke ich baue gerade sicher das 5. oder 6. Mal so ein Ding.
So, jetzt mal ans Interessante:
Der vorletzte Aufbau war wie folgt:
Flügel aus 400mm PVC-Rohr, Profil nicht nach RoWiTool sondern "aus dem Bauch raus", Hauptunterschied war, dass die Kanten jeweils gerade Schnitte waren und nicht einem Tangens folgend, wie im Tool (was natürlich viel sinnvoller ist). Angestrebte Leistung: 3kw, Rotordurchmesser, ca. 5m. Hat alles soweit gar nicht ganz schlecht funktioniert... . Die Flügel waren allerdings an Flachstähle geschraubt, die wiederum mit der Nabe verschraubt waren. Durch den Winddruck, der vor allem in Nabennähe im Flügel ein gigantisches Biegemoment verursacht und das damit verbundene ständige "Wabbeln" der Flügel, sind die Flügel mit der Zeit an ihrem Stahlhalter eingerissen. ...Eigentlich keine Überraschung und vor allem eigentlich ein blöder Denkfehler, gerade für einen angehenden Ingenieur.
(Ich hoffe das mit dem Bild funktioniert, habe es zur Sicherheit nochmal angehängt)
Naja, wieder was gelernt, deswegen dann Plan B:
Jetzt war ich damit beschäftigt, die Spannungen im PVC zu minimieren, denen es ja offensichtlich nicht standhält. Also das ein oder andere grob durchgerechnet, Lösung: Drei Lagen 400g/m² Glasfaser auf nochmal die gleichen Flügel, danach sind die steif wie sonst noch was, Biege- bzw. Spannungsproblem erstmal gelöst. War dann auch so. Auch nach dem nächsten Sturm (bis dahin keine Sturmsicherung). Bei dem Sturm hat es mir nur leider (auch ein blöder Auslegungsfehler) die Schrauben, die den Stahlhalter, der jeweiligen Flügel mit der Nabe verbunden hat, abgeschoren. Bei voller Drehzahl (gut 200 Upm) und mittlerweile ca. 5,20m Rotordurchmesser hat das natürlich gut geknallt und die Unwucht hat dann den Rest gemacht.
Ein kleiner Hinweis an der Stelle: Das Windrad steht sehr abgelegen, es war niemand in der Nähe und wenn ich es an dem Tag gewesen wäre, hätte ich es natürlich blockiert vor dem Sturm, also mit anderen Worten es wurde niemand direkt gefährdet.
Ich habe als ich das nächste mal da war die Flügel im Radius von ca. 35m wieder eingesammelt, ein Materialcontainer direkt unter dem 7m Masten hat eine richtige Delle abbekommen, die 8mm Stahlhalter an den Flügeln hat es verbogen, den Nachbarn in 50m Entfernung geweckt durch den Knall, die ganze Achse verbogen,... ABER: Die Flügel haben es fast unbeschadet überlebt. Immerhin! Glasfaser scheint seinen Zweck zu erfüllen.
Jetzt soll es daran gehen, nochmal neue Flügel zu machen. Auch den ganzen Antriebsstrang werde ich neu machen, deutlich solider, bessere Brems- und Sicherheitseinrichtungen und alles redundant mit mehreren Sensoren elektronisch überwacht.
Mit dem RoWiTool komme ich auf ganz gute Ergebnisse mit meinen 2,60m Blattlänge, 3x, ich bleibe bei dem 400er Rohr, Kontur übernehme ich (wenn ich auch noch nicht genau weiß wie) ebenfalls aus dem Tool.
So und jetzt - endlich - zu der eigentlichen Frage: Ich habe mehrfach gelesen, dass bei solch großen Flügeln auch eine Bearbeitung der Kontur der Trailing Edge sinnvoll ist (so scheint es mir mit meinem bisher beschränkten Verständnis der Aerodynamik dieser Flügel auch). Nur ist das Problem, dass das RoWiTool das bekanntermaßen nicht kann... . Ich habe etwas in Richtung ellipsenförmige Kontur an der trailing edge gelesen, aber das ist natürlich ein bisschen ungenau. Das ist schon ganz schön teuer solche großen Flügel zu bauen und da würde ich mich einfach freuen, wenn das nicht ganz daneben ist. Es könnte natürlich auch sein, dass das nicht so viel ausmacht, dann kann man es auch einfach so lassen mit der geraden Kante... . Naja, sorry für das lange Gelaber, ich bin mal gespannt auf eure Ideen zu dem ganzen.
Anbei auch noch ein Screenshot von den aktuellen Werten vom RoWiTool, das gefällt mir ganz gut so...
Noch eine kleine Sache: Ja, ich weiß dass das mittlerweile ein großes (und auch teures Projekt ist), aber ich würde das gerne hinbekommen, ist mir dann eigentlich auch nicht mehr so wichtig, wann oder ob es sich genau lohnt oder so... . Ich will einfach sehen wie es geht - mehr oder weniger - ich bin sicher, viele von euch können das gut nachvollziehen.
Gruß und vielen Dank schonmal,
Benji
Ich bin neu hier im Forum erhoffe mir ein paar interessante Gedanken zu meinem Projekt.
Kurz zu mir, ich studiere Luft- und Raumfahrttechnik und träume schon lange davon, ein DIY Windrad in "anständiger" Leistungsklasse zu bauen. Ich bin schon immer bei Rohren als Flügelmaterial gewesen, aber schon durch zahlreiche Aufbauten und Größen durch, ich denke ich baue gerade sicher das 5. oder 6. Mal so ein Ding.
So, jetzt mal ans Interessante:
Der vorletzte Aufbau war wie folgt:
Flügel aus 400mm PVC-Rohr, Profil nicht nach RoWiTool sondern "aus dem Bauch raus", Hauptunterschied war, dass die Kanten jeweils gerade Schnitte waren und nicht einem Tangens folgend, wie im Tool (was natürlich viel sinnvoller ist). Angestrebte Leistung: 3kw, Rotordurchmesser, ca. 5m. Hat alles soweit gar nicht ganz schlecht funktioniert... . Die Flügel waren allerdings an Flachstähle geschraubt, die wiederum mit der Nabe verschraubt waren. Durch den Winddruck, der vor allem in Nabennähe im Flügel ein gigantisches Biegemoment verursacht und das damit verbundene ständige "Wabbeln" der Flügel, sind die Flügel mit der Zeit an ihrem Stahlhalter eingerissen. ...Eigentlich keine Überraschung und vor allem eigentlich ein blöder Denkfehler, gerade für einen angehenden Ingenieur.
(Ich hoffe das mit dem Bild funktioniert, habe es zur Sicherheit nochmal angehängt)
Naja, wieder was gelernt, deswegen dann Plan B:
Jetzt war ich damit beschäftigt, die Spannungen im PVC zu minimieren, denen es ja offensichtlich nicht standhält. Also das ein oder andere grob durchgerechnet, Lösung: Drei Lagen 400g/m² Glasfaser auf nochmal die gleichen Flügel, danach sind die steif wie sonst noch was, Biege- bzw. Spannungsproblem erstmal gelöst. War dann auch so. Auch nach dem nächsten Sturm (bis dahin keine Sturmsicherung). Bei dem Sturm hat es mir nur leider (auch ein blöder Auslegungsfehler) die Schrauben, die den Stahlhalter, der jeweiligen Flügel mit der Nabe verbunden hat, abgeschoren. Bei voller Drehzahl (gut 200 Upm) und mittlerweile ca. 5,20m Rotordurchmesser hat das natürlich gut geknallt und die Unwucht hat dann den Rest gemacht.
Ein kleiner Hinweis an der Stelle: Das Windrad steht sehr abgelegen, es war niemand in der Nähe und wenn ich es an dem Tag gewesen wäre, hätte ich es natürlich blockiert vor dem Sturm, also mit anderen Worten es wurde niemand direkt gefährdet.
Ich habe als ich das nächste mal da war die Flügel im Radius von ca. 35m wieder eingesammelt, ein Materialcontainer direkt unter dem 7m Masten hat eine richtige Delle abbekommen, die 8mm Stahlhalter an den Flügeln hat es verbogen, den Nachbarn in 50m Entfernung geweckt durch den Knall, die ganze Achse verbogen,... ABER: Die Flügel haben es fast unbeschadet überlebt. Immerhin! Glasfaser scheint seinen Zweck zu erfüllen.
Jetzt soll es daran gehen, nochmal neue Flügel zu machen. Auch den ganzen Antriebsstrang werde ich neu machen, deutlich solider, bessere Brems- und Sicherheitseinrichtungen und alles redundant mit mehreren Sensoren elektronisch überwacht.
Mit dem RoWiTool komme ich auf ganz gute Ergebnisse mit meinen 2,60m Blattlänge, 3x, ich bleibe bei dem 400er Rohr, Kontur übernehme ich (wenn ich auch noch nicht genau weiß wie) ebenfalls aus dem Tool.
So und jetzt - endlich - zu der eigentlichen Frage: Ich habe mehrfach gelesen, dass bei solch großen Flügeln auch eine Bearbeitung der Kontur der Trailing Edge sinnvoll ist (so scheint es mir mit meinem bisher beschränkten Verständnis der Aerodynamik dieser Flügel auch). Nur ist das Problem, dass das RoWiTool das bekanntermaßen nicht kann... . Ich habe etwas in Richtung ellipsenförmige Kontur an der trailing edge gelesen, aber das ist natürlich ein bisschen ungenau. Das ist schon ganz schön teuer solche großen Flügel zu bauen und da würde ich mich einfach freuen, wenn das nicht ganz daneben ist. Es könnte natürlich auch sein, dass das nicht so viel ausmacht, dann kann man es auch einfach so lassen mit der geraden Kante... . Naja, sorry für das lange Gelaber, ich bin mal gespannt auf eure Ideen zu dem ganzen.
Anbei auch noch ein Screenshot von den aktuellen Werten vom RoWiTool, das gefällt mir ganz gut so...
Noch eine kleine Sache: Ja, ich weiß dass das mittlerweile ein großes (und auch teures Projekt ist), aber ich würde das gerne hinbekommen, ist mir dann eigentlich auch nicht mehr so wichtig, wann oder ob es sich genau lohnt oder so... . Ich will einfach sehen wie es geht - mehr oder weniger - ich bin sicher, viele von euch können das gut nachvollziehen.
Gruß und vielen Dank schonmal,
Benji
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