Faltflügelwindrad

 
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Faltflügelwindrad

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Gepostet: 21.01.2006 - 17:37 Uhr  ·  #1
Für ein Windrad auf einem Schiff, welches Druckluft als Energiespeicher verwendet (www.xn--ko-trimaran-qfb.de) brauche ich einen Langsamläufer mit geringem Winddruck. Schon vor vielen Jahren habe ich mal eine Konstruktion (real ausgeführt) gesehen, die ich für meine Zwecke ideal finde und die ich als "Faltflügel-Windrad" bezeichnen würde: Mindestens drei Flügel rotieren in der waagrechten Ebene (also senkrechte Welle). Die Flügel-Flächen klappen auf der Rotations-Seite mit dem Wind auseinander (radiales Scharnier an der Flügel-Vorderkante) und auf der Seite gegen den Wind zusammen; dort bieten sie also nur einen minimalen Luftwiderstand.

In der Fachliteratur habe bisher nie eine derartige Konstruktion gefunden. Meine Frage an die Fachleute: Haben Sie schon einmal so etwas in der Literatur gefunden, und wie wurde es dort bezeichnet? Wie ist der Wirkungsgrad einzuschätzen?
Mit freundlichem Gruß, Jörg Sommer
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 23.01.2006 - 08:30 Uhr  ·  #2
Hallo Jörg,

im Prinzip beschreibst Du einen H-Darrieus-Rotor. Dies ist normalerweise ein Auftriebsläufer. So wie ich das sehe, ist Dein "Faltflügel-Windrad" eher ein Widerstandsläufer ähnlich einem Schalenkreuzanemometer. Der Wirkungsgrad von Widerstandsläufern liegt meines Wissens nach nie höher als 10 bis 15 %.

Besser wäre in diesem Zusammenhang das Faltflügel-Windrad, das bei steigender Drehzahl die Form eines H-Darrieus-Rotors annimmt und so selbststartend ist und bei höherer Drehzahl die Vorteile des Auftriebsläufers nutzt (Wirkungsgrad bis ca. 40 %).

Wenn Du noch etwas darüber findest, lass es uns wissen.

Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 09.07.2006 - 12:57 Uhr  ·  #3
Zitat geschrieben von Oli
Hallo Jörg,

im Prinzip beschreibst Du einen H-Darrieus-Rotor. Dies ist normalerweise ein Auftriebsläufer. So wie ich das sehe, ist Dein "Faltflügel-Windrad" eher ein Widerstandsläufer ähnlich einem Schalenkreuzanemometer. Der Wirkungsgrad von Widerstandsläufern liegt meines Wissens nach nie höher als 10 bis 15 %.

Besser wäre in diesem Zusammenhang das Faltflügel-Windrad, das bei steigender Drehzahl die Form eines H-Darrieus-Rotors annimmt und so selbststartend ist und bei höherer Drehzahl die Vorteile des Auftriebsläufers nutzt (Wirkungsgrad bis ca. 40 %).

Wenn Du noch etwas darüber findest, lass es uns wissen.

Oli


hallo Windfans
hab hier mal einen Link gefunden, der Eurer Idee entsprechen könnte.
Habe mir bereits auch schon Gedanken darüber gemacht und mir etwas ähnliches gebaut, siehe dazu auch Link 2.

Hoffe Ihr könnt was damit anfangen, bei mir jedenfalss hat es im Modell mit der Konstruktion aus Link 2 funktioniert, Pech allerdings nur, dass letzte Woche als es stürmte, da Ding sich in Einzelteile zerlegt hat. Hier hätte man wohl besser eine Sturmsicherung einbauen sollen. Wer dazu schon Erfahrungen gesammelt hat sollte mir diese doch Bitte melden.

Link 1 http://www.me.dal.ca/~dp_03_7/

Link 2 http://www.ette.no/wind/vawt.htm

Ich denke mal, hier wäre einiges an Verbesserungspotential drin, vor allem, was die Sturmsicherung betrifft. Leider konnte ich keine Messungen durchführen, aber der Savonius drehte extrem hoch, bis zur Verabschiedung.

Bin an Euren Erfahrungen sehr interessiert, also würde mich freuen etwas zu hören.


Gruss und viel Wind

Bruno
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 10.07.2006 - 07:09 Uhr  ·  #4
Zitat geschrieben von soderica

Habe mir bereits auch schon Gedanken darüber gemacht und mir etwas ähnliches gebaut ...
Bruno


Hallo Bruno,

hast Du auch ein paar Bilder und Größenangaben Deines Windrads? Die könntest Du ja hier mal posten.

Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 10.07.2006 - 09:55 Uhr  ·  #5
Zitat geschrieben von Oli
Zitat geschrieben von soderica

Habe mir bereits auch schon Gedanken darüber gemacht und mir etwas ähnliches gebaut ...
Bruno


Hallo Bruno,

hast Du auch ein paar Bilder und Größenangaben Deines Windrads? Die könntest Du ja hier mal posten.

Oli


hi Oli
wie ich ja erwähnt habe, hat sich mein Windradmodell letzte Woch in Folge Sturmwind in seine Einzelteile zerlegt.

Hier aber ein paar Angaben zur Anlage.

Durchmesser 80 cm
Höhe 60 cm
3 Flügler ( 60 cm x 12 cm pro Flügel )

Durchmesser Flügelaufnahme 6cm

Abstand Exenter 3cm ( also dort wo sich die Flügel bewegen können )
somit die oberste Scheibe

Durchgehende 8mm Gewindestange

1 Inlineskate Lager zur Zentrierung der Gewindestange

1 Lager vom Fahrad -Lanker ( Kugelkäfig )

alles montiert auf dem Dach mit Mastkonstruktion 2.5 m

könnte Dir bei Bedarf die Restbestandteile knipsen oder Dir eine Handskizze machen

Gruss Bruno


PS. bau mir die ganze Anlage nach den Ferien aus ALU und häng einen Druckermotor als Generatot dran, reicht alleweil zum laden von AKKUs
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 10.07.2006 - 11:38 Uhr  ·  #6
Hallo Bruno,

ja, an Bildern wäre ich sehr interessiert.

Außerdem würde ich gerne wissen:
Wie hast Du die Flügel gebaut? Voll- oder Hohlprofil? Material?
Hast/hattest Du eine Anlaufhilfe?
Welche Drehzahl (Schnellaufzahl) hat es erreicht?

Gruß an den Bodensee,

Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 03.09.2006 - 12:50 Uhr  ·  #7
Zitat geschrieben von Oli
Hallo Bruno,

ja, an Bildern wäre ich sehr interessiert.

Außerdem würde ich gerne wissen:
Wie hast Du die Flügel gebaut? Voll- oder Hohlprofil? Material?
Hast/hattest Du eine Anlaufhilfe?
Welche Drehzahl (Schnellaufzahl) hat es erreicht?

Gruß an den Bodensee,

Oli


hi oli
nachstehender Link, nach dem ich meine Anlage gebaut habe, lediglich die Flügelzahl habe ich auf 3 erhöht, ansonsten ist alles identisch. Bin ja jetzt dran, mit meiner neuen Konstruktion, diesmal aber bedeutend stabiler und aus Stahlrohr, Flügel aus ALU-Blech, und alle drehbaren Teile mit Kugellagern. Hoffe dann, dass es ein Teil wird, dass auch Starkwind übersteht, macxh mir aber nach wie vor Gedanken, wie eine Srurmwindsicherung zu verwirklichen ist, die zuverlässig arbeitet. Prinzip: ab einer gewissen Drehzahl soll das Ding den Rotor bremsen, danach aber automatisch in den Ruhezstand gehen, wenn der Wind nachlässt.
Wer weis, vielleicht hast Du oder ein anderer Windbastler eine gute Idee.

http://www.windstuffnow.com/main/darrieus_type.htm


Gruss
soderica
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Sturmsicherung für Darrieus-Rotor

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Gepostet: 11.09.2006 - 08:19 Uhr  ·  #8
Hallo Soderica,
könnte man als Sturmsicherung nicht einfach die Verstell-Vorrichtung der Flügel auskuppeln, so dass sich die Flügel von allein parallel zur Windrichtung ausrichten und das Windrad zum Stillstand kommt?
Mit freundlichem Gruß,
Jörg Sommer
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Re: Sturmsicherung für Darrieus-Rotor

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Gepostet: 11.09.2006 - 11:55 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von joerg_sommer
Hallo Soderica,
könnte man als Sturmsicherung nicht einfach die Verstell-Vorrichtung der Flügel auskuppeln, so dass sich die Flügel von allein parallel zur Windrichtung ausrichten und das Windrad zum Stillstand kommt?
Mit freundlichem Gruß,
Jörg Sommer


Hallo Jörg
danke für Deine Anregung, Problem wäre dann aber mit dem einkoppeln. Müsste dazu ja dann jedesmal aufs Dach oder mit der Leiter auf den Mast. Demzufolge keine praktikable Lösung, ausser Du bist Topfit und betreibst diese Uebung als Fitnesstraining.

Wie erwähnt, wäre eine Sturmsicherung zu bauen, die sich selbständig zuschaltet, wenn eine gewisse Drehzahl überschritten wird, demzufolge dann aber wieder in die Ruheposition zurückkehrt, wenn die Drehzahl wieder im grünen Bereich ist. Hab mir schon einige Gedanken gemacht ob es vielleicht mittels einer Windfahne geht, die horizontal zum Wind steht und somit bei Starkwind endsprechend nach hinten abkippt und mittels Hebel und Bremsklotz auf die Mittelwelle der Rotors drückt. Wäre mittels Zugfeder wahrscheinlich einzustellen. Nur, wie kann man so was integrieren, dass es auch funktioniert, optisch einigermassen aussieht und wie krieg ich es hin, dass die Windfahne imm er voll im Wind ist, wohlverstanden mit der vollen Breitseite.

Hat hier jemand einen Vorschlag oder eine bessere Idee?

Also, her mit Euren Ideen und Vorschlägen, bin Dankbar für jeden noch so kleinen Tip, einzige Bedingung wäre aber: die Konstruktion muss rein mechanisch aufgebaut sein, keine Elektronik.

Gruss und Danke für Eure bisherige Mithilfe

soderica

PS. Der neue Savonius nimmt langsam Gestalt an, Mittelwelle, Lager, und Naben sind fertig gedreht, verlötet und gebohrt. Die Flügelverbindungen und Holme sind diese Woche dran und wenn alles klappt, sollte das Ding bis Ende Sept-Anfangs Oktober fertig sein. Diesmal wird alles fotografiert und aufgezeichnet und wenns funktioniert, könnt Ihr die Bauanleitung dann hier einsehen.
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 11.09.2006 - 12:05 Uhr  ·  #10
Zitat geschrieben von soderica

... wie eine Srurmwindsicherung zu verwirklichen ist, die zuverlässig arbeitet. Prinzip: ab einer gewissen Drehzahl soll das Ding den Rotor bremsen, danach aber automatisch in den Ruhezstand gehen, wenn der Wind nachlässt.
Wer weis, vielleicht hast Du oder ein anderer Windbastler eine gute Idee.



Hallo Bruno,

ich bin auch schon seit geraumer Zeit an der Planung eines 3-Blatt-H-Darrieus. Leider komme ich nur selten dazu, meine Pläne weiterzudenken.

Als Sturmsicherung hatte ich mir verschiedene Klappensysteme überlegt. Die einfachste Variante ist meiner Meinung nach eine senkrecht zum Blatt stehende Störklappe, wie man sie bei Segelflugzeugen findet. Wenn man diese so im Blatt verbauen kann, dass sie ab einer bestimmten Drehzahl (Fliehkraftsteuerung) herausgezogen wird, sollte das funktionieren. Damit keine Unwucht im Gesamtrotor entseht, sollte man die Klappen aller Blätter an einer Feder mittig zusammenführen, so dass alleKlappen den gleichen Auschlag bekommen. Die gewünschte Drehzahl lässt sich dann über die Vorspannung der Feder einstellen.

Was hältst Du davon?

Gruß, Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 11.09.2006 - 14:43 Uhr  ·  #11
Zitat geschrieben von Oli
Zitat geschrieben von soderica

... wie eine Srurmwindsicherung zu verwirklichen ist, die zuverlässig arbeitet. Prinzip: ab einer gewissen Drehzahl soll das Ding den Rotor bremsen, danach aber automatisch in den Ruhezstand gehen, wenn der Wind nachlässt.
Wer weis, vielleicht hast Du oder ein anderer Windbastler eine gute Idee.



Hallo Bruno,

ich bin auch schon seit geraumer Zeit an der Planung eines 3-Blatt-H-Darrieus. Leider komme ich nur selten dazu, meine Pläne weiterzudenken.

Als Sturmsicherung hatte ich mir verschiedene Klappensysteme überlegt. Die einfachste Variante ist meiner Meinung nach eine senkrecht zum Blatt stehende Störklappe, wie man sie bei Segelflugzeugen findet. Wenn man diese so im Blatt verbauen kann, dass sie ab einer bestimmten Drehzahl (Fliehkraftsteuerung) herausgezogen wird, sollte das funktionieren. Damit keine Unwucht im Gesamtrotor entseht, sollte man die Klappen aller Blätter an einer Feder mittig zusammenführen, so dass alleKlappen den gleichen Auschlag bekommen. Die gewünschte Drehzahl lässt sich dann über die Vorspannung der Feder einstellen.

Was hältst Du davon?

Gruß, Oli


hallo Oli
tönt gut dieser Vorschlag, hast Du davon vielleicht ne Skizze oder so was ähnliches?
Hab auch schon dran gedacht, dann aber verworfen, weil ich nicht richtig weiss, wie ich die Fliehkraftregelung bauen soll. Hab mir auch schon Gedanken gemacht, unterhalb der Flügel, an einer Schnur, Gewichte zu montieren, so dass diese bei entsprechender Drehzahl ( Fliehkraft ) nach aussen-oben gezogen werden und in irgend einer weise einen Störflügel oder Segel aufziehen. Das ganze ist nicht so einfach wie ich gedacht habe und es freut mich, dass Ihr hier Eure Ideen einbringt. Hoffe ich kann etwas davon übernehmen.

Danke und wie erwähnt, ne kleine Skizze wäre sehr hilfreich, wie Du die allerdings hier ins Forum kriegst weis ich nicht, deshalb hier meine Adresse: art-@bluewin.ch

Gruss
soderica
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Sturmsicherung bei Darrieus-Rotor

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Gepostet: 11.09.2006 - 15:23 Uhr  ·  #12
Hallo Soderica,
ja, genau so, wie Sie Ihren Fühler für die Sturmsicherung beschreiben, könnte er doch auch die Verstell-Vorrichtung der Flügel automatisch aus- und wieder einkuppeln! Da braucht niemand hinaufzuklettern!
Herzlichen Gruß
Jörg Sommer
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 14.09.2006 - 06:40 Uhr  ·  #13
Ich hab' mal eine kleine sehr vereinfachte Skizze gemacht.



Über die Lagerung der Klappe mit Ihren Anschlägen müsste man sich natürlich Gedanken machen. Die Dimensionierung der Feder habe ich theoretisch auch schon hergeleitet. Bei Bedarf könnte ich sie hier posten.

Gruß,

Oli
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Re: Sturmsicherung bei Darrieus-Rotor

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Gepostet: 17.10.2006 - 23:14 Uhr  ·  #14
Zitat geschrieben von joerg_sommer
Hallo Soderica,
ja, genau so, wie Sie Ihren Fühler für die Sturmsicherung beschreiben, könnte er doch auch die Verstell-Vorrichtung der Flügel automatisch aus- und wieder einkuppeln! Da braucht niemand hinaufzuklettern!
Herzlichen Gruß
Jörg Sommer


hallo jörg
bin immer noch nicht weiter mit der sturmsicherrung, respektive mit dem abbremsen des rotor. in der zwischenzeit hat uwe meine komplette doku mit zeichnungen eingestellt, auch sind div. filmchen im netz. was meinst du, findest du nach studium der doku vielleicht einen entsprechenden lösungsansatz?

freu mich auf deine antwort

gruss bruno
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 17.10.2006 - 23:22 Uhr  ·  #15
Zitat geschrieben von Oli
Ich hab' mal eine kleine sehr vereinfachte Skizze gemacht.



Über die Lagerung der Klappe mit Ihren Anschlägen müsste man sich natürlich Gedanken machen. Die Dimensionierung der Feder habe ich theoretisch auch schon hergeleitet. Bei Bedarf könnte ich sie hier posten.

Gruß,

Oli

hallo oli
hab mir die zeichnung nochmal angeschaut, könnte ne variante sein, hab da so ne idee entwickelt und möchte sie dir auch in vorm einer skizze zur beurteilung vorlegen. frage also, wie hast du die skizze hier reingebracht?

gruss bruno
Oli
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Re: Faltflügelwindrad

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Gepostet: 18.10.2006 - 06:54 Uhr  ·  #16
Zitat geschrieben von soderica

... frage also, wie hast du die skizze hier reingebracht?

gruss bruno


Hallo Bruno,

im Prinzip brauchst Du Webspace, wo Du die Bilder ablegen kannst, um dann hier im Forum darauf zu verlinken.
Ich habe bei Yahoo ein Konto. Da gibt es Yahoo-geocities zum Erstellen einer kostenlosen Homepage. Dort kann man Bilder auch ohne FTP-Programm über den Browser hochladen.

Hoffe, das hilft Dir erstmal weiter.

Oli
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