Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

(Eine Frage, die mich seit Jahren beschäftigt)

B. Lukas

Betreff:

Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 25.08.2011 - 14:13 Uhr  ·  #23008
Hallo!

Ich habe mich heute in diesem Forum angemeldet, da ich seit vielen Jahren eine Frage habe, die mir bisher noch niemand schlüssig beantworten konnte - nun hoffe ich in diesem Forum auf den enscheidenden Hinweis von Experten.

Wirklich störend empfinden große Teile der Bevölkerung nämlich das optische Herumrudern der riesigen weißen Windräder- Rotoren in der Landschaft - der ruhige Blick in die Ferne gehört subjektiv eindeutig zur Lebensqualität. WARUM also, ist man noch nicht in großem Stil dazu übergegangen, große trommelförmige Darrieus Anlagen zu entwickeln? Von Ländern und Gemeinden, auch in Städten wäre die Akzeptanz solcher eher statisch aussehender Windräder sicher um vieles Höher - das leichte schillern der sich drehenden Rotoren wäre kaum störend.
Mit einer breit angelegten Kampagne könnten sich enorm viele Unterstützer dieser Technologie finden lassen.

Prinzipiell sehe ich die "optische Hygiene" als sehr wichtig an.
Falls Darrieus Anlagen teurer wären, dann hier das Gegenargument: allemal billiger als die langfristige Zerstörung unserer Umwelt durch Kohle- oder Atomkraftwerke. Es ist eine Frage der politischen Gewichtung, ob ein Staat sich so etwas leisten will. Und da die Politik vom Volk ausgeht, sind populäre Dinge eindeutig im Vorteil - und von der Ferne her statisch wirkendes Windrad wäre für die breite Bevölkerung allemal noch attraktiver, als die derzeit favorisierten großen weißen Riesen, die eher für Windparks fernab des bewohnten Gebietes geeigneet sind. Nur- ich finde darüber keine Information, und keine Diskussion.

Nun meine Frage: Warum werden große Darrieus Räder nicht favorisiert?
Eignet sich die Technik nur für kleine Anlagen?
Gibt es eine Lobby der Horizontalachsrotoren, die dies verhindern will?
Fehlt das technische Know how?
Sind sie wesentlich ineffizienter als die Horizontalen?
Oder steckt vielleicht doch die Atomlobby dahinter ;-)???

Es würde mich sehr freuen, von Ihnen mehr darüber zu erfahren, oder eine Antwort auf diese Fragen zu finden!
Vielen Dank!

B.Lukas

PS: Bitte um Mitteilung, ob dieses Thema schon anderswo behandelt wurde.

XXLRay

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Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 25.08.2011 - 15:18 Uhr  ·  #23009

doelle4

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Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 25.08.2011 - 19:03 Uhr  ·  #23015
Wie gesagt, Da Anlagen die über den Hobbybereich hinausgehen auf wirtschaftlichkeit ausgerichtet sind werden in der Regel Horizontal Anlagen verwendet sofern nicht sehr ungünstige Lagebedingte Umstände bestehen.
Ich hab übrigens gestern beim vorbeifahren einen Darreus mit ca 5 m Durchmesser gesehen und muss sagen das das Ding am Dorfrand auch ganz schön ins Auge gesprungen ist.
Es liegt aber auch eher am äußeren. Ich hab meinen Mast der am Hang steht z.b. Grasgrün lackiert und die Rotorblätter und Aufbau grau (grau-hellblau wär warscheinlich noch besser) und es fällt auch nicht besonders auf.
Gruß Hans

Carl

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Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 26.08.2011 - 17:33 Uhr  ·  #23036
Entscheidend ist - was einen technischen Trend angeht - so gut wie immer die Wirtschaftlichkeit. Und die spricht nun einmal eine deutliche Sprache für Horizontalläufer. Zum Leben braucht man Energie.

Ich würde mal sagen, daß es mit enormem Mehraufwand technisch mit Vertikalen auch machbar sein könnte, aber Vertikalläufer sind noch nicht in gleicher Weise wie Horizontale im Großbau erprobt und ausgereift.

Und wer soll, wenn Vertikaltechnik im Großen unwirtschaftlicher wegen geringerer Leistung ist als die konventionelle Horizontaltechnik, da jetzt noch große Summen reinstecken, wo die Kiste schon längst abgefahren ist? Man muß das realistisch sehen und darf sich da keinen Träumereien hingeben. Du kannst das an den Hochspannungsmasten beobachten. Die sind doch nun wirklich der Abgrund aller Häßlichkeit, oder? Na und, sie sind da!

Ja, das Landschaftsbild verändert sich auch durch große Windräder, aber sie sind immer noch das kleinere Übel. So einfach ist das. Mir gefällt die Natur natürlich auch besser ohne die Verbauung. Aber wie soll der Laden sonst laufen?

Die einzige gute Chance für Vertikalläufer, die ich sehen kann, ist die Nutzung dort, wo Horizontalläufer nichts mehr bringen, in nächster Bodennähe, mit sehr verwirbeltem, also turbulentem Wind in der Nähe von Hindernissen, die die Strömung beeinflussen. Da muß man sich eben mit dem geringeren Leistungsbeiwert der Vertikalen begnügen, aber das kann ja besser sein als garnichts!

Große Darrieus-Rotoren, die die gängigen Horizontalläufer ablösen könnten, wird es warscheinlich nie geben, aber Kleinvieh macht eben auch Mist. Wenn ich daran denke, was nur entlang dem Strassennetz und entlang von Bahntrassen stehen alles könnte!!! Die Strassenbeleuchtung! Schon Betz sagte um 1920 dass viele kleine Windräder zusammengeschaltet eine große Windenergieanlage ergeben können. Aber natürlich, das war damals reine Utopie und ist es anscheinend heute noch!

Viele gute Standorte mit idealen Strömungsverhältnissen gibt es garnicht mehr, der Beweis = vielfacher Rückbau kleiner Horizontaler, die durch leistungsstärkere Größere ersetzt werden. An turbulenten Standorten ist meistens der Wind nicht so stark, dennoch, irgendwann wird man darauf wohl auch noch zurückgreifen müssen. Sobald keine anderen leichter zu nutzenden Möglichkeiten mehr offen sind. Dann erst kommt die Stunde der Wahrheit, es war immer so.

Die zweite, viel größere Chance für Vertikalläufer liegt in der Nutzung von langsamen Strömungen in Flüssen und Meer. Die in Wasserströmung enthaltene Energie ist etwa 800 mal so hoch wie im Wind, hat den großen Vorteil, dass sie nicht vom Wetter abhängt und was Vertikalläufer betriff da kann der empfindliche Teil, Generator und dergleichen über Wasser gefahren werden. Das geht mit Horizontalläufern nunmal nicht.

Also: Abwarten, Tee trinken!

jensen66

Betreff:

Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 28.08.2011 - 22:58 Uhr  ·  #23066
hallo zusammen
Carl ich habe von Dir schon viel gelesen und dachte immer Du hättest da sehr viel Grundwissen nun muß ich Dir da leider sagen, das in den 70igern, während der Ölkrise, Dornier in Friedrichshafen da sehr viel Geld verbaut bzw. verplant hat, mit Dariusrotoren auch Schneebesen genannt. Einer ist in ganz Deutschland übrig geblieben, als Museum bei Herbolzheim Nähe Merklingen A8 neben einen E16.
Früher soll auch je einer bei Freiburg Schauinsland, auf dem Feldberg und auch auf dem Höchsten bei
Friedrichshafen gestanden haben, was in den Buch " Windkraft gestern und heute"stand.
Leider wurde das Öl wieder billiger, sonst hätten wir schon viel mehr Windmühlen stehen und warscheinlich ohne den Diskusionen die man heute hört.
Auch der Growian war danach geteste worden und nach Schwächen wieder abgebaut worden, die technischen Möglichkeiten PC und CAD-Programme waren noch nicht soweit.
Und das damals größte stand in Kanada mit 3,2MW glaube so um die 90m Hoch und 60m Durchmesser, ist leider abgebaut worden nach Lagerschaden.
Übrigens die Firma Neuhäuser setzt weiter in die Vertikalen und sieht darin mehr Potenial als bei Horizontalen da sie weder aus den Wind gedreht werden noch abgeschalte werden müßten???
Soweit die Theorie, Fackt ist sie sind Schnellläufer und mußten anlaufen gelassen werden.
Da aber Getriebe, Generator usw. am Boden waren, wurde auch damals schon als Vorteil gesehen, aber das ÖL war ja soooooo billig !!!!!
Und ich als denke, der Lobismus ist das größere Übel hier in der sogenanten
Demokratie, wo die Politik doch nach den eigenen Geldbeutel regiert.
MfG jensen

XXLRay

Betreff:

Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 29.08.2011 - 08:56 Uhr  ·  #23072
Es gibt einfach Orte, wo sich der Darrieus bewährt (Neuhäuser in der Antarktis) und es gibt den Rest der Welt. Der Vorteil Getriebe und Generator am Boden zu habe relativiert sich einfach, weil man durch Neodym inzwischen getriebelose Generatoren bauen kann und der Wartungsaufwand geringer (seltener) wird. Da rechnet sich der schlechtere Wirkungsgrad des Darrieus einfach nicht, auch wenn er toll aussieht.

Carl hat auch nicht behauptet, dass kein Geld für die Darrieusforschung ausgegeben hat (es gibt übrigens auch Forschungsreihen von Sandia Labs), die Ergebnisse bei Horozontalachsern waren aber einfach besser. Da beißt die Maus keinen Faden ab.

Carl

Betreff:

Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 30.08.2011 - 10:10 Uhr  ·  #23089
Hallo Jensen!

Stimmt schon, es wurde einiges gemacht, vor "Growian" waren sogar gleich 4 riesige H-Darrieus- Rotoren auf dem gleichen Testfeld am Kaiser Wilhelms Koog im Test.

Die hatten sogar weit mehr Nennleistung als "Growian", mußten aber leider nachts wegen Klagen der Anwohner abgeschaltet werden. Damals war der noch unausgereifte asyncrone direktbetriebene Ringgenerator einfach zu laut, die Anlagen wurden damals wegen "Nichtauslastung" und damit "Unwirtschaftlichkeit" zurückgebaut, eine davon ist vielleicht die, die von Dir als Museumsstück genannt wurde.

"Eole" mit dem Lagerschaden, dass hat einen Hintergrund: Wenn das obere Lager eines "Schneebesens" diagonal nach unten abgespannt wird (bei Eole waren das 6 Stahltrossen), dann bewirkt der Winddruck auf den Rotor, dass diese Trossen auf der Windseite stark gespannt werden. Diese Spannung überträgt sich durch senkrechten Druck nach unten auf die Bodenlagerung. Die Lager unten sind riesig und für die bestimmt hohen Gewichtskräfte des Rotors ausgelegt, aber diese zusätzliche Belastung - bei Sturm etwa - war wohl zuviel, schliesslich entsteht so eine wahnsinnige Reibung beim Drehen. Soviel ich weiß, waren auch starke Schwingungen der Blätter in einem - dem letzten - Sturm schuld am Ausserbetriebsetzen von Eole.

Man hat woanders dann versucht, mit Türmen ausserhalb des Rotors die Verspannung erst waagerecht und dann erst diagonal nach unten zu führen, um diese Belastung abzufangen, aber das ist dann wieder ziemlich monströs als gesamte Groß-Konstruktion, bei kleineren Rotoren ist das vielleicht weniger schlimm. Direkt diagonal nach unten würde ich aber auch einen "Gartenschneebesen" nicht verspannen!

Natürlich gibt es kein "geht nicht". Man kann unter Einsatz der Erfahrung mit der Horizontaltechnik heutzutage sicherlich H-Rotoren bauen, bei denen deren besondere Vorteile genutzt und wo die Nachteile technisch gelöst werden können. Allerdings steht da dann immer noch die Frage der Wirtschschaftlichkeit offen.

Meines Erachtens gibt es nur drei sinnvolle Anwendungen für die Darrieustechnik, alles sind Nischenanwendungen dort, wo Horizontalläufer garnicht sinnvoll in Frage kommen:

Sie haben eine tolle Zukunft in langsamen Strömungen in Meer und Flußläufen, eine Alternative zur Nutzung von Standorten, die von Horizontalläufern wegen Turbulenzen nicht abgedeckt werden können und - aber daß ist eine reine Utopie, wie sie schon vom Übervater der Windenergie - Betz - in seinem Büchlein mit dem berühmten "Leistungsbeiwert" genannt wurde - eine "kreisbahngelagerte" Großanlage, bei der Darrieus-Flügel auf einer Schiene am Boden kilometerweit im Kreis fahren, meinetwegen um einen konventionellen Windpark herum.

Letzteres - den Darrieus - gab es allerdings zu Zeiten von Betz noch nicht, er spricht lediglich von Vertikalläufern, die am Boden auf breiter Bahn aufgelagert sind. Er meinte damit wohl ein Reichspatent aus Berlin im Jahr 1920, bei dem ein riesiger breiter Turm mit vielen Schaufeln (als Widerstandsläufer) teils auf Schwimmern in einem Wassergraben, teils auf Rollen oder Rädern auf Schienen fahren sollte. Primitiv wie Daimlers erstes Auto also.

So eine Großanlage, ob sie nun wirtschaftlich wäre oder nicht, könnte zumindest eines: Sie könnte die Messlatte, die für horizontale Großwindanlagen momentan bei 10MW als utopische Höchstgrenze zu liegen scheint, in den Gigawattbereich verschieben, vorausgesetzt, man fände einen ebenen Standort dieser Größe, mit ausreichend Wind für so etwas.

Inzwischen sieht man auch in Politik und einschlägigen Fachverbänden die Vertikal-Technik nicht mehr so sehr als feindliche Konkurrenz sondern als weitere Chance in bestimmten Anwendungsgebieten an. Unmöglich oder undenkbar scheint es also nicht mehr zu sein.

Ich selber bin schon zu alt für solche Unternehmungen und bleibe bei meinen kleinen Modellen, an denen solange herumgefeilt wird, bis sie einigermaßen perfekt sind. Das kann ich, es liegt im Bereich meiner Möglichkeiten und damit habe ich bis in die Puppen zu tun.

Vielleicht läßt sich sogar was von dem gebrauchen, was von mir bisher leider nur im Kleinen dazu beigetragen werden konnte. Eine Kreisbahnanlage auf Rollschuhrädern mit 1m Durchmesser habe ich jedenfalls schon vor 15 Jahren ausprobiert. Es ist zwar lachhaft, aber prinzipiell gehts, ein Fahrraddynamo, dessen Drehachse direkt an die Räder gekoppelt war, lieferte ein sehr helles Glühbirnchen wegen der großen Umfangsgewindigkeit im äußeren Umlauf. Wie bei Daniel Düsentrieb! Allerdings - für diejenigen, denen es jetzt in den Fingern kribbelt - für einen Nachbau empfehle ich grundsätzlich nur den C-Flügel mit seinem bekannt brachialen Drehmoment. Der größere Rollwiderstand der breiten Auflagerung ist doch etwas größer als bei der sonst üblichen Punktlagerung konventioneller Rotoren und würde mit gewöhnlichen Naca-Profilen vielleicht nicht überwunden. Man braucht bei sowas etwas mehr Kraft beim Anfahren.

Ich habe meine Versuche damals in einer abgelegenen Gegend veranstaltet, um "Industriespionage" auszuschliessen. Heute gebe ich solche Tipps gratis weiter und freue mich, wenn die Idee am Leben bleibt und wenn ich sehe, dass jemand sowas probiert und vielleicht sogar noch verbessern kann.

Gruß, Carl

jensen66

Betreff:

Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 10.09.2011 - 22:48 Uhr  ·  #23265
Hallo Carl
das war genau das wie ich Deine Beiträge kenne und auch schätze!
Denn Deine sehr umfangreichen (ausführlichen) Beiträge bereichern dieses Forum ungemein,
und ich denke das der Austausch viele animiert mal was zu probieren oder zu nur fragen.

MfG jensen

Carl

Betreff:

Re: Warum nicht Horzontalachsrotoren im großen Stil?

 ·  Gepostet: 11.09.2011 - 09:56 Uhr  ·  #23273
Hallo Jensen!

Deine Zeilen muntern mich wirklich auf, der Mensch braucht sowas. Macht doch Spass, wenn man etwas weitergeben kann und es wird dann auch anerkannt!

Nicht etwa so wie bei Wilhelm Busch, Zitat: "Wer andern etwas vorgedacht, wird meistens dafür ausgelacht. Begreift man die Entdeckung endlich, so hält man sie für selbstverständlich."

Bei der Beschreibung der "Kreisbahnanlage" oben war mir ein Fehler passiert: "So eine kilometergroße Anlage könnte man mit den C-Rotor Flügeln wahrscheinlich garnicht bauen, weil diese Flügel nicht so verwindungssteif wie z.B. Vollprofile sind. Da gibt es schon bei kleinen Rotorgrößen Probleme, die Baufestigkeit mit der Forderung nach Leichtgewicht (wegen der Fliehkraft) zu vereinen.

Selbst die neue Konstruktion des C-Flügels mit Buckelwal- Effekt und besserer Statik würde bei grosser Flügellänge voraussichtlich nicht steif genug sein. Ich habe von den Rohformen ein Youtube-Foto gemacht:

http://www.youtube.com/watch?v=NxP-HMDUg5w

In diesem Sommer machte ich von den schon im Winter 2010 gefertigten Holzformen die GFK-Matrix, und nun mit den letzten warmen Sommertagen gelang es mir noch, genügend Formteile in Carbongelege für drei Flügel aus den Schalen zu holen. Wegen der nötigen Verarbeitungstemperatur von mindestens 20° und weil in geschlossenen Räumen ungesunde Dämpfe entstehen dauerte das so lange, zumal bei mir der "totale Wahnsinn" von anderen Beschäftigungen die Regel ist. Am Buckelwal wird im Herbst - Winter dann gefeilt und zusammengebaut, zwei Prüfstände sind auch noch im Bau, so dass dieser "Buckelwal-Rotor" und ein gleich großer "Lenz-Rotor" dann simultan verglichen werden können. Der Show- Down beider Techniken ist schon lange überfällig, ich verspreche mir jede Menge Spass dabei!


Die Kreisbahnanlage kann man vielleicht mit Segeln basteln, damit habe ich ein bißchen Bauerfahrung, siehe hier:

http://www.youtube.com/watch?v=FRMua483PAE

Segel lassen sich auch automatisch bei Sturm steuern oder einrollen, haben den Vorteil der Leichtbauweise.

Gruß, Carl