Hallo

Mein Bruder und ich arbeiten gerade an einem Projekt: Unser eigener Savonius

Bevor es ans Eingemachte geht, haben wir erst einmal ein Modell gebaut, um verschiedene Analysen zu machen und Erfahrungen zu sammeln.

Ich habe mir die Formel im Grundlagenbereich zur Drehzahl angeschaut und kann das jedoch nicht nachvollziehen.

UPM = 60 x SLZ x Windgeschwindigkeit[m/s] / Umfang[m]

Wobei für Savonius ja ein SLZ =1 gelten soll. Das Modell besteht aus 2 Halbschalen (Karton - sollte also nicht regenen ^^) wobei die Basis ein Rechtecks 20x30cm bildet. Höhe wären dann nochmals 30cm.

Laut der Formel sollte der Rotor eine Drezahl von: UPM = 60[s/min] x 1 x 1[m/s] / 1[m] = 60 [1/min] haben. was ich mir jedoch nicht vorstellen kann, zumal das Teil erst so bei gefühlten 4[m/s] anläuft. (Anemometer mit Tischtennisball )
Auch die Drehzahlen bei größeren Windgeschwindigkeiten ergeben für mich einfach keinen Sinn.

Gelagert ist der Rotor unten und oben je auf einer Inlinerrolle, sollte also für ein Modell OK sein.

Mit Magneten haben wir mal auf praktischem Wege die Umdrehungszahlen gemessen und mit einem Arduino ausgewertet. Hier kommen wir auf ein Maximum von 26 [rpm] und das war sicherlich mehr als 1[m/s] Windgeschwindigkeit (ne Böe halt).

Wer sich das Teil mal ansehen mag: http://www.youtube.com/watch?v=BQ8Ps75j1ag Der Leistungswert ist auch nur per Formel berechnet und nicht durch ein praktisches Experiment bestätigt.

Wäre schön wenn mir jemand den Knoten ausm Gehirn machen könnte bzgl. der Drehzahlen.

Grüße
Manny

Hallo Manni,

wenn Dein Rotor erst bei gefühlten 4 m/sec anläuft, meinst Du belastet, also mit Generator?

Sonst müsstest Du mal nachschauen, ob die Lager verkantet sitzen, sauber laufen, nicht verdreckt oder mit hartem Fett behaftet oder ob die Drehachse krumm ist, usw.

Der unbelastete gut und leichtgängig gelagerte Savonius springt beim leisesten Windhauch an, dass er dies bei Euch erst bei 4 m/sek tut, muß irgendeine äussere Ursache haben die nicht am Prinzip der Erfindung liegt...

Der Savonius-Rotor hat unbelastet eine mittlere SLZ von ungefähr 1,5 und seine beste Arbeitsgeschwindigkeit liegt dann durch (elektro- oder anders) mechanisch abgebremsten Lauf bei Leistungsabgabe so um SLZ 1 oder noch darunter, etwa bei SLZ 0,7 bis 0,9.

Die Drehzahlen sind dann abhängig vom Rotordurchmesser, je weiter von der Drehachse weg, desto langsamer wird die Umdrehung, wenngleich am äusseren Rotor-Rand eine der SLZ entsprechende Geschwindigkeit zu messen ist - also gefühlt weit mehr als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehachse im Kern des Rotors. Das ist dann so, dass wegen höherem Drehmoment durch größeren Hebelarm mehr Leistung erbracht wird, die aber wegen der Bauart von üblichen Generatoren dann dazu zwingen kann, eine Übersetzung für schnellere Drehzahlen anzusteuern, mit nachteiligen Reibungsverlusten durch das Getriebe. Anders ist es bei kleinem Radius und entsprechend kleinen Dynamos, da kann schon ein Nabendynamo (Shimano eignet sich sehr gut) kleine Leistungen mit einem 50 cm x 50 cm Savonius erbringen, so ab 4 m/sek Wind und darüber.

Genug jedenfalls für eine Ladungserhaltung an einem 12V Akku und gelegentliche Beleuchtungszwecke mit sparsamen Ledlicht. Man kann auch andere Sachen damit machen, etwa einen Elektrozaum betreiben bzw. dort die Akkuladung während des Betriebs erhalten oder mechanisch mit einer Umwälzpumpe die Teich-Umwälzung im Garten bewerkstelligen.

Es gibt mehr als genug Möglichkeiten, kleine Windräder auch für andere Sachen wie Stromerzeugung zu nutzen. Ich habe z.B. bei mir im Garten eine Flugabwehr gegen den Hühnerhabicht mit sich drehenden und in der Sonne aufblitzenden CD´s und DVD´s aufgebaut. Seitdem läßt der Vogel meinen Hahn und die drei Hühner in Ruhe!

Allerdings sieht es bei mir im Garten jetzt aus wie auf dem Rummelplatz!

Gruß, Carl

Hi Carl,

Danke für deine Antwort.

Die 4[m/s] waren ohne Last. Einen Druckermotor hat es nicht antreiben können, liegt aber sehr wahrscheinlich auch an der schlechten Übersetzung - wie gesagt total neues Gebiet für uns und wir basteln einfach mal um dazu zu lernen



Eine durchgehende Welle hat unser Modell bislang noch nicht. Wir haben halt gesucht was im Haus an Materialien vorhanden ist und das dann zusammen gebaut. Somit war das Ganze eher pi*daumen mit der Ausrichtung der beiden Inlinerrollen (wohl keine gerade Achse geworden). Wir versuchen mal diesen Aspekt mit einer durchgehenden Welle nun zu verbessern.



Genau sowas war meine Ausgangsmotivation - ich besitze 2x 4Watt LED Lampen in meinem Zimmer und würde mich super freuen, wenn ich diese mit eigener Energie versorgen könnte ^.^

Ich würde aber dennoch gerne nochmals auf die Formel eingehen: Habe ich eine Umfang von 1m und sei die SLZ=1, somit sollte man ja eine UPM von 60 bei 1m/s haben, 120 bei 2m/s u.s.w. ... das kann ich mir aber schlecht vorstellen bei einem Savonius, dass er so schnell dreht. Bei einem Durschnittswind von 3m/s wären das 3 Umdrehungen pro Sekunde.
Also irgendwie kann ich mir das immer noch nicht vorstellen ( ), zumal Savonius ja ein Langsamläufer sein soll - wie schnell drehen da dann erst HAWTs?

Freundliche Grüße
Manny

Doch, die Formel kommt schon hin. Die SLZ variiert aber je nach Bauart und kann auch unter 1 liegen. Zudem ist euer Modell ja nicht unbedingt frei angeströmt. Das kann euch auch einiges kosten. HAWTS können, insbesindere, wenn sie klein sind, extrem schnell drehen.

Hallo XXLRay,

dann nochmals Danke für die Info. Nun bin ich aber echt baff , wenn die so schnell drehen können, dann machen wir ja noch einiges falsch mit unserem Modell und liegen deutlich unter der UPM.

Gehe ich richtig in der Annahme, dass die Formel theoretische Werte utner optimalen Bedingungen errechnet?
Welche Erfahrungswerte bzw. maximale UPMs habt ihr bei euren Savonius-Rotoren schon gemessen?

Ich werd mal nen Lüfer vor das Teil halten um die Anströmung zu verbessern und schauen, wie sich die UPM zusammen mit der geraden Achse dann verbessert

Grüße
Manny

Also Schnellaufzahlen von 0,8 sollten definitiv (auch unter Last) in der Praxis erreichbar sein.

Hi,

so endlich WE und wieder Zeit am Savonius weiter zu bauen.

Irgendwie kommen wir an die 0.8 nicht mal ohne Last. Der Standort ist nicht sehr gut (Balkon) aber selbst da müsste der Rotor schon viel früher anfangen zu drehen bzw. schneller.

Mittlerweile haben wir eine Gewindestange gekauft, welche die Welle darstellt. Erstes Problem war, dass sich der Savonius hochgeschraubt hat, bzw. die Stange nach unten, so dass der Savonius mit dem Deckel am Rahmen hängen blieb (Ergebniss: 0 upm die ganze Nacht durch). Das wurde nun versucht mit gekonterten Muttern zu lösen.

Denndoch denke ich, dass wir noch strukturell einen (können auch mehr sein) Fehler im Aufbau haben... Würde euch da nochmals um Rat bitten.

Zur Verfügung stehen Inlinerrollen (sollen die Lagerung sein), Gewindestange, jede Menge Muttern und aus Karton der Rotor.

in welcher Reihenfolge würdet ihr das aufbauen? Bzw wo die Rollen festschrauben? Am Rotor oder am Rahmen? Wo dann die Muttern rein und wieviele? (Will ja nicht, dass das Gewicht am Boden/Decke des Rotors zu krass wird, wenn unten mehrer Muttern dagegen sind und somit der Abstand groß wird, was wieder viel Spiel für den Rotor bedeutet.

Ich hoffe ihr versteht meine wirren Fragen. Wenn ihr Zeichnungen benötigt sagt Bescheid.

Freundliche Grüße
Manny

Also in eurem Video sieht das schon nach extrem wenig Wind aus. Eigentlich wird es knapp unter 3m/s erst interessant. es kann schon sein, dass das Lüftchen einfach zu schwach war, die Lagerverluste zu überwinden.

Ich würde den Rotor selbst mit selbstsichernden, Kontermuttern oder Schraubensicherungslack auf der Gewindestange fixieren. Lagern solltet ihr den Rotor dann ohne Spannung um Bremswirkung zu verhindern. Er darf also ruhig ein paar Millimeter hoch und runter bewegbar sein.