Durch die Versetzung hast du mit der Windkraft dauerhaft eine Hebelwirkung auf die Mastachse. Dadurch würde sich das Windrad immer aus dem Wind drehen wollen. Die Fahne steht etwa 10-15° versetzt zur anderen Seite und soll im Idealfall der Hebelkraft entgegen wirken. Somit steht trotz Versatz das Windrad perfekt in Windrichtung.
Die Fahne ist drehbar befestigt und wird zur Außenseite mit einem Anschlag begrenzt, da sie sonst frei ringsrum drehen könnte und dann in den Rotor gerät und diesen zerstören könnte.
Zur Innenseite soll die Fahne klappen, aber bis maximal 90°, weil sie auch hier nicht mit dem Rotor kollidieren darf.
Ein zweiter Anschlag wäre also sinnvoll.
Viele bauen die Fahne seitlich schräg zur Mastachse. Die Fahne strebt dann den tiefsten Punkt an, wird durch einen Anschlag begrenzt und das Eigengewicht bestimmt den Widerstand, ab welcher Windstärke sie seitlich wegdreht, dabei hebt sie sich an. Ich finde das nicht so schön, weil man da nicht wirklich viel einstellen kann und ständig an der Fahne rumbasteln muss.
Ich baue meine erste Furlsicherung gerade statt schräg.
Wird die Fahne von vorn gesehen gerade (also parallel zur Mastachse) befestigt, schwenkt sie seitlich auf gleicher Höhe weg. Hier wird sie mit einer Spannfeder zurückgehalten. Mit der Federspannung stellst du individuell die Windstärke fest, bei der die Fahne nachgeben soll.
Das funktioniert, weil von vorn von beiden Seiten Druck auf die Fahne und auf die Rotornaben drückt. Es ist ähnlich wie Armdrücken, nur dass ein Arm fest ist. Die Fahne gibt irgendwann nach, wird aber trotzdem in Windrichtung stehen bleiben. Deswegen dreht sich dann der Rotor seitlich aus dem Wind, obwohl eigentlich die Fahne das Teil ist, was nachgibt. Man muss sich das so vorstellen, dass die beiden Seiten durch zunehmenden Winddruck nach hinten wie eine Schere zusammenklappen.
Eine größere Fahne hat mehr Windangriffsfläche, also mehr Potenzial, reagiert zorniger auf Windböen und kann ein größeres Windrad führen, aber bei zu straffer Einstellung kann das Windrad in zu starke Winde kommen und zerfliegen.
Eine zu kleine Fahne bietet nicht die gewünschte Gegenkraft und selbst bei straffer Feder würdest die Fahne ziemlich früh nachgeben, sodass du nicht die volle Leistung aus dem Generator schöpfen kannst.
Da ich selber nicht so gut über die Maße und Verhältnisse bescheid weis würde ich sagen, im Zweifel eine zu kleine Fahne, die ist zwar weniger effizient, aber sicherer. Das Zwischending ist optimal, möglichst abgestimmt auf den Rotor und auch von der Federspannung.
Bei schräger Fahne ohne Feder, wird eine große Fahne auch mehr Widerstand geben, da sie schwerer ist. Das bedenken.
So die Theorie dahinter, ich selbst habe noch keine gebaut, wird aber bald passieren.
Eine andere Lösung ist das verwenden von zwei Fahnen. Eine kleine seitliche die fest ist (90°) zur Rotorachse und eine große nach hinten wie eben beschrieben. Hier brauchst du eine Feder. Die kleine Fahne erzeugt den Hebel, da du hier den Rotor nicht versetzt zur Mastachse anbaust, sondern mittig. Ohne diese hättest du keinen Hebel.
Für die ganz kleinen Windräder reicht eine starre Fahne gerade nach hinten, erzeugt dauerhaftes Ausrichten in den Wind ohne Absicherung bei Sturm. Hier hat man aber den Vorteil des Materialsparens.
Ich hoffe ich konnte mit meinem bescheidenen und alles in Selbststudium erworbenem Wissen helfen.
