Hallo Frank, Aloys & wtt-betreiber:
In korrekten Messungen sehe ich sehr wohl einen Sinn der vor allem in der Wiederholbarkeit der erarbeiteten Werte liegen dürfte.
Das grenzt dann manchmal an wissenschaftliche Vorgehensweisen die später in der Praxis normalerweise nicht benötigt werden weil man dann ja schon die Eckbedingungen kennt die von der Wissenschaft erst erarbeitet werden mussten.
Du Frank wirst - davon abgesehen - Deine angestrebte Messkurve mit den vorhandenen Mitteln wahrscheinlich nur ab 60 RPM machen können was aber in meinen Augen für die Praxis mit dem Nabendynamo kein Problem darstellen würde.
Ein Windrad welches bei Null anfängt zu drehen und dauerhaft bei steigender Windgeschwindigkeit bis zu 60 RPM in reliablen
Stufen - und sei es auch nur in 10 RPM Schritten - Messwerte liefern kann könnte man zwar bauen- aber dann mit für einem Nabendynamo unrealistisch großen Rotordurchmesser.
D = 3 Meter vielleicht oder noch größer für so geringe Drehzahlen?
Der Nabendynamo verlangt normalerweise Drehzahlen die von seinen typischen Leistungsbereichen bestimmt werden - in der Hinsicht sind langsam laufende Vertikalrotoren mit 1/2 m2 in die Windrichtung gestellter Aufwirkfläche optimal, je nach mittlerer Windgeschwindigkeit an den verschiedenen Standorten wo sie eingesetzt werden anpassbar - verkleinert oder vergrößert man diese Fläche ein wenig.
10 cm mehr H & B größer oder kleiner war da bei mir bisher die Vorgabe.
Dabei ist natürlich mit ein zu beziehen, dass Rotore mit kleineren Durchmessern bei größerer Höhe zwar auch Drehmoment erbringen können wie ein Rotor der breit und hoch vergleichbare Abmessungen hat. Dass aber so schmale Bauten dann eine weit höhere Drehzahl bewirken und sich aus Drehzahlverhältnis und Drehmoment unterschiedlich andere Anlaufbedingungen ergeben könnten.
Windgeschwindigkeiten ab 3 m/sec wären jedenfalls mit dem Nabendynamo nutzbar wenn man die Wirkfläche des Rotors etwas vergrößert. Das ist dann eigentlich nur eine Standortfrage denn je größer desto anfälliger gegen Wechsellasten ist so ein Windrotor weshalb ich, wenn der Standort gut ist - mit etwa 4,5 m/sec Wind im Mittel - nicht größer bauen würde als oben dafür beschrieben.
So im Verhältnis 50 cm B x 50 cm H . Immer für den Nabendynamo 3 DH20 von Shimano.
Was den Ladebeginn betrifft, dieser würde der Windrotor mit diesem Nabendynamo tatsächlich schon bei Drehzahlen unter 60 RPM erreichen, je nachdem welche Akkuspannung man bedienen möchte sogar schon extrem früh - tatsächlich muss dabei jedoch mit einbezogen werden dass so ein Windrotor auch das Rastmoment und die Anlauf Trägheit überwinden muss so dass der Dynamo mit dem Windrad erst viel später Fahrt aufnehmen kann und dann meist schon die 60 RPM schnell läuft bzw. sehr schnell bis dahin hochfährt.
Viel langsamer wird er nicht denn das Rastmoment und Rotor eigene Reibungsverluste bremsen ihn schnell wieder aus.
Hinzu kommt dass der Wind so gut wie nie mit exakt der gleichen Strömungsgeschwindigkeit einwirkt - was bedeutet dass in dem Bereich wo der Rotor genug Windgeschwindigkeit bekommt um anzufahren immer auch Geschwindigkeiten etwas darüber und darunter auftreten.
Geschwindigkeit darunter bedeutet das der Rotor von seinem Anlauf und Rastmoment ausgebremst zum Stehen kommt und in
der Regel auch die in leicht ansteigenden Phasen gewonnene Schwungkraft nicht ausreicht um darüber hinweg zu kommen.
Deshalb - auch wenn der Rotor je nach Baugröße schon früher anläuft ist es für die Praxis besser den Ladebeginn mit dazu gehöriger Windgeschwindigkeit erst etwas danach anzunehmen und zu benennen - so im Schnitt bei etwa 60 RPM wie bei den Messungen mit der Drehbank.
Für die oben genannten 1/2 m2 Fläche zum Wind (nur für langsame Vertikalläufer ähnlich wie Savonius mit Shimano 3DH20 Nabendynamo) kann ich aus eigener Praxis als Mittelwert garantieren dass 4 bis 4,5 m/sec Wind für den Betrieb völlig ausreichen und dass dann bereits eine Drehzahl mit guten Lade Eigenschaften mit über 60 Rpm bis 100 Rpm in den in diesem Bereich auf und abflauenden kleinen Windgeschwindigkeits Unterschieden erreicht werden kann.
Deshalb könntest Du beginnend bei 60 RPM schon Deine in etwa genaue Kurve machen oder sogar sehr genau falls sich jemand außer mir noch erbarmt meine (zugegeben) stümperhaften Messversuche bei Elektronik- Belangen mit guten fachlichen Kenntnissen, Routine und den dafür nötigen Messinstrumenten noch fachlich versiert zu überprüfen und zu berichtigen!
Grüße, Carl
