Hallo,

ich wende mich heute mit einen ganz besonderen Anliegen an euch. Ich beabsichtige eine neue, größere Heckfahne für mein 3-KW-Windrad zu bauen. Aber leider kann ich nicht besonders viel im Forum finden. Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir Skizzen oder Bilder von Heckfahnen reinstellen könntet und ihr zu diesen ein bisschen was sagen könnt bzw. wie effektiv diese Heckfahne ist. Mich würde die optimale Form interessieren, welche die Nabelverwirbelungen und Rotorblätterverwirbelungen noch hinten zur Heckfahne optimal kompensiert und es nicht zu einem Flattern der Heckfahne kommt. Auch würde mich die optimale Heckfahnen-Dimension zur Rotorblattgröße interessieren.

Ich bin schon auf eure Antworten gespannt.

Viele Grüße
Gerhard

Die Form ist eigentlich ziemlich egal. Gegen verwirbelten Wind soll eineWindfahne mit Löchern helfen. Die muss dann aber um die Lochfläche größer ausfallen

Mit der Größe und Länge des Auslegers bestimmst du das Regelverhalten bei Windrichtungsänderungen. Kleine Fläche und kleiner Hebelarm bedeuten ein träges Nachregelverhalten bei Windrichtungsänderungen. Meiner Meinung nach ist ein träges Nachregelverhalten besser, da dann die Komponenten aufgrund der geringeren Kreiselkräfte geschont werden.
Theoretisch kommt es dann auch drauf an, wie schwer deine Rotorblätter und der Generator ist, wie du deine Gondel gelagert hast,... Daraus folgt dann nämlich das Reibmoment, das die Fahne überwinden muss (Theorie). In der Praxis wählt man einfach eine Fläche und einen Hebelarm.
Damit die Fahne nicht so wackelt, müsstest du sie sehr schmal, aber lang bauen, weil die abströmende Luft dann einen geringeren Hebelarmm zum Befestigungspunkt der Fahnenfläche hat und damit ein geringeres Drehmoment bewirkt. Aber solche Flächen machen widerum optisch wenig her. Mir persönlich gefallen die Windfahnen von der Firma Windspot sehr gut, Dreiecksformen sind optisch auch nicht schlecht

Ich habe eigentlich das gleiche Problem, bin aber auch noch nicht weiter....
Forum/cf3/topic.php?t=4910&pag…highlight=

diese beiden Aussagen habe ich an verschiedenen Stellen gefunden:
die Fläche der Fahne soll 10% der Fläche des Windrads sein.
Die Länge des Auslegers soll 75% des Windrad-Radius sein.

Gruß Klaus

Hei,

@xxl ray: Wie meinst du das mit den Löchern. Könntest du mal ne Skizze aufzeichnen.
@danile: Also meine jetzige Heckfahne ist absolut ungeeignet und fängt selbst schon bei 6-7 m/s zu flattern an, da das Blech gerade mal ca. 1 - 1,2 mm stärke hat.
Dies verstärkt sich so stark das es das Windrad ständig aus dem Wind dreht, wenn es so richtig fahrt aufnehmen will. Ich habe mal drei Bilder von meinem Windrad beigefügt. Verstärkt wird das Ganze dadurch, dass meine Rotorblätter total miserabel verarbeitet sind und trotz versuchtem Auswuchten und anscheinend ne kleine Unwucht hat. Aber trotzdem liegt ein großes Problem am Heckflügel und ich denke mit einer längeren und größeren Heckfahne kann ich schon mal einige Problemchen beheben. Aber was ist die ideale Form. Das ist hier die große Frage und nun mehr auch gelocht oder ungelocht? Bitte stellt mal Muster oder Skizze von möglichen Heckfahnen rein, damit man darüber diskutieren kann.

VG Gerhard

So in etwa:

Hallo XXLRay,

sorry für die dumme Frage. Aber meine Bedenken sind bei einer gelochten Heckfahne die, dass der Durchlass des Windes von der Seite die Heckfahne wieder instabil machen könnte und dadurch einer Vergrößerung der Heckfahne entgegenwirken könnte.Vitis hat mir mal diese beiden Fachbuchauszüge gesendet die die Verwirbelungen eines Windrades aufzeigen. Mir stellt sich nun die Frage, wie die gelochte Heckfahne den Verwirbelungen entgegenwirkt aber gleichzeitig die genauere, stabile und schnellere Ausrichtung der Heckfahne begünstigt. Ich glaub, dafür bin ich im Augenblick zu blöd das zu verstehen.

Hat sonst noch irgend jemand andere Vorschläge der optimalen Form einer Heckfahne?

Vitis hat auch schon einige Versuche gemacht und schon recht gute Erfahrungen/Verbesserungen durch die größere Heckfahne feststellen können. Jedoch noch nicht die optimale Heckfahne herausgefunden. Vitis hat den gleichen Generator (selber Hersteller) wie ich.

Viele Grüße
Gerhard

Wie genau das funktioniert kann ich auch nicht sagen, weil ich kein Aerodynamiker bin. Ich hab nur Berichte gelesen, dass es funktioniert (aber selbst noch nicht überprüft). Vorstellen kann ich mir, dass an den Löchern Wirbel entstehen, die bei leichten Windrichtungsänderungen einen stärkeren Widerstand verursachen. Ist die Windrichtungsänderung sehr stark, könnte die Durchlässigkeit der Löcher wirken und das Windrad weniger heftig reagieren.
Für mich wäre es einen Versuch wert. Es kostet ja nicht die Welt ein paar Löcher in ne Multiplexplatte zu machen.

Hallo Gerhard
Ich hatte an meinem 2,2m Durchmesser Windrad eine gelochte Heckfahne (Baumarkt Lochblech Alu 1mm)dran.
kein Furling oder Helikoptersteuerung sondern mit Seitenflosse starr zur Rotorebene (30x30cm) massiv-Alu und die Heckfahne (30x120x60 trapezförmig)anklappbar mittels Gasdruckfeder auf 90° gehalten.

Hatte ein sehr gutmütiges Regelverhalten und hat bei Sturmböen immer soft abgeriegelt (aus dem Wind gedreht).

Meinen Rotor hat dann ein Herbststurm dennoch zerlegt, weil die Haltebolzen (M14 Gewindestange) vom Vorbesitzer durch Anfräsen und Querbohrungen geschwächt waren.
Die auftretenden Fliehkräfte ließen eines der drei Gyrocopter-Alublätter abreissen und 15 Meter weiter 10cm tief im Rasen steckenbleiben.
Das Alu-Strangprofil überlebte diesen "Ausflug" ohne einen Kratzer.

Glücklich das nichts schlimmeres passiert war und in Ehrfurcht vor den auftretenden Kräften, beschloss ich wesentlich solider zu Bauen und das Ganze als 3Meter Leeläufer ohne Windfahne auszulegen.
Aber das Ganze steckt noch in der Umsetzung und ist ein anderes Thema.

Gruß
Mike

Hallo Mike,

hast du zufällig ein(ige) Bild(er) von deiner damaligen Heckfahne. Wäre super, dann könnte man sich das genauer vorstellen.
Bilder sagen oft mehr als Worte.

Viele Grüße
Gerhard

Hallo Gerhard,
leider keine Bilder vorhanden (Festplatten crash und keine Sicherung...).
Hab die Teile noch bei mir rumliegen und mache am Wochenende Fotos,
wenn Du solange noch warten willst?

Schönen Gruß
Mike

Hei Mike,

kein Problem. Ich kann warten. Bin schon gespannt.

Hat sonst keiner Vorschläge für die Form von einer gut konstruierten Heckfahne? Wo sind die Profis mit ihren Vorschlägen, Skizzen und Bilder?

Viele Grüße
Gerhard

Hallo!
Wenn man ein banales Blech nimmt löst die Strömung an der Vorderkante ab (sofern die Vorderkante gerade).
Da machen denke ich die Löcher Sinn, da damit eine Äblösung über die Fahne vermieden wird.
Gute Idee. Wieviel Auftrieb damit zu machen ist- sorry, keine Ahnung.
Ansonsten muss man eben ein "richtiges Profil" mit ca. 10% Dicke nehmen und/oder
man könnte die Nasenkante auch pfeilen, (Deltaflügel) oder sogar mit Doppeldelta-Geometrie (bspw die Concorde).
Deltas liefern selbst bei extrem hohen Anstellwinkeln noch Auftrieb- auch ebene Platten.

Der Arminius

Hallo Leute,
was haltet ihr davon, wenn man zur optimalen Form der Heckfahne das Gestänge der Heckfahne noch oben gehen lässt, so dass die Heckfahne komplett oberhalb der Rotornabe ist (siehe Fotos). Dort sind doch eigentlich die geringsten Wirbel, oder? Außerdem ist dann die Heckfahne nicht hinter dem Generator und der Rotornabe versteckt. Das müsste doch auch noch etwas bringen, oder?
Viele Grüße
Gerhard

Völlig korrekt- und die Nasenkante ist ausserdem gepfeilt- siehe mein letzter Beitrag.
Der komische Knick irritiert mich etwas.

Der Arminius

Hallo Gerhard

Hier die versprochenen Bilder.
Hoffe sie machen das Ganze verständlicher.


Die starre Seitenfahne 30x30 musst Du Dir natürlich parallel zur Rotorachse vorstellen (und nicht so schräg wie hier hingelegt) - Sie war am drehbaren Mastkopf angeschweisst.


... Heckfahnentrapez war symmetrisch am Mast montiert - lässt sich am Boden natürlich nicht so hinstellen.


hier das Funktionsprinzip: Bei Starkwind dreht die Seitenfahne den Rotor aus dem Wind und gegen die Heckfahne, die aufgrund der größeren Fläche im Wind stehenbleibt.
Durch die Veränderung der Größe der Seitenfahne kann auf jeglichen vorhandenen Gasdruckstossdämpfer angepasst werden.
Das Scharnier des Heckauslegers ist nicht mehr vorhanden und auf keinem der Bilder sichtbar - war ein rostfreies Klappenscharnier eines Sekretärs ca. 40mm hoch.
Deshalb habe ich hier das Scharnier (blau) und den Mastkopf (gelb) eingezeichnet.
Der Mastkopf besteht aus einem ca. 11cm Stahlrohr mit zwei riesigen Mähdrecher-Kugellagern drinnen.
Sie stammen vom Schneidwerk und wurden dort wegen Laufgeräuschen ausgetauscht.
Innen kann man den Mast direkt draufstecken, so gross sind die und um dem Wind zu folgen ist die zusätzliche "Lagerluft" eher hilfreich als störend.


... auch nur Alu Dünnblech. Durch das Umbördeln und Nieten wird es stabil genug.


... hier der Seitenfahnenausleger Alu 25x25 mit dem Gasdruckdämpfer und den Resten der Schweisslasche.


...hier die Befestigung des Gasdruckdämpfers (Kugelkopf) am schwenkbaren Heckausleger.


... mittels zweier Inbusschrauben und eines Klemmkeils lässt sich der montierte Heckausleger genau auf 90° zur Rotorachse einstellen.


Hier die Draufsicht der Heckflosse. Man sieht die 2 cm Umbördelung, welche dem Alulochblech die nötige Stabilität gibt. Alunieten, sonst nix.



Auch die gesamte Heckflosse wird von nur 4 Nieten gehalten - das reicht.


Hoffe es hilft Dir oder anderen Interessierten.

Schönen Gruß
Mike

Hallo miteinander,

die starre Seitenfahne (Vollblech) ist doch nur eine Sturmsicherung, oder? Wie funktioniert eigentlich dieses Prinzip genau?

Wenn ich nun die bisherigen Beiträge zusammen fasse, ist die optimale Heckfahne eine Fahne die hochgestellt ist (über der Rotornabe), aus Lochblech besteht von der Form ähnlich wie eine Afterflosse eines Fisches und und am Besten noch gepfeilt sein. Evtl. zur Absicherung der Windturbine noch eine Seitenfahne als Sturmsicherung haben.

Habe ich was vergessen?
Gibt es noch weitere Vorschläge zur optimalen Heckfahne?
Dann meldet euch!

Viele Grüße
Gerhard

Das Prinzip hat ventus saevit doch erklärt. Die Windfahne richtet sich nach der Windrichtung aus. Ist der Winddruck auf die Seitenfahne größer, als die Kraft des Dämpfers (oder einer Feder), klappt das den Rotor parallel zur Windfahne und damit aus dem Wind.

Warum klappt man den Rotor denn bei zu viel Wind nicht nach oben und immer zur Seite?
Mit obiger Technik stehen die Rotoren doch immer schief.

Mit nach oben klappen kann man über das Gewicht immer viel leichter rechnen über den Schub des Rotors. Beim seitlich Wegdrehen ist immer die Ungenauigkeit drin, wie viel Seitenkräfte die Heckfahne aufnehmen kann.

Der Arminius

Das ist auch die einzige Unlogik für mich von Hugh Piggott

Die Lösung gibt es auch und nennt sich Helikoptersicherung.