Hallo zusammen,
ich habe mir als gute Vorsätze für´s neue Jahr vorgenommen eine Windkraftanlage zu bauen.
Spass beiseite.
Ich bin in der Tat damit angefangen eine Savonius Windkraftanlage für den Eigenbedarf mit Netzeinspeisung zu bauen.
Obwohl ich Elektromeister bin, habe ich die Mechanik soweit durchgeplant, allerdings macht mir noch die Auswahl eines geeigneten Generator´s sorgen.
Idealerweise suche ich einen Generator mit vielleicht einer 80 poligen Wicklung.
Ich weiss natürlich, dass es diese sehr begrenzt zu kaufen gibt.
Allerdings möchte ich nicht zuviel Energie in der Übersetzung verlieren.

Meine Daten der Anlage:
Savonius Roter mit 3 Ausbaustufen.
Jede Stufe hat 3m Durchmesser und eine Höhe von 1m.
Es werden 3 Schaufeln montiert.
Meine Vermutungen gehen bei allen Ausbaustufen (also 3m Gesamthöhe) gegen eine Leistung von ca. 2,5kw ... oder soll ich sagen "meine Hoffnungen"

Wenn jemand also Ideen oder konkrete Vorschläge hat, wäre ich sehr dankbar.

P.S.Ich möchte an dem Bau gerne auch andere Beteiligen, habe allerdings kein grosses Interesse eine eigene Web Seite zu erzeugen.
Jemand eine Idee, wo ich die Fotots vom Bau veröffentlichen kann???

Gruss

Du deckst eine Fläche von 3x3m also 9m² ab. Wenn du deinen Savonius eher niedrig aufstellst, sollten wir vorsichtig mir einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 5m/s (oder weniger) rechnen. Der Wirkungsgrad eines Savonius liegt bei maximal 28%.
Demnach müsste dein Generator etwa für eine Nennleistung von (5x5x5)x9x0,28 = 315 Watt ausgelegt werden (also weit entfernt von deinen erhofften 2,5 KW).

Ich selbst habe schon überlegt, Motoren von Elektromodellen, Waschmaschinen, Festplatten, Lichtmaschinen, etc umzubauen. Letzendlich bin ich aber ähnlich wie WWWFREAK doch beim Selbstbau eines Scheibengenerators gelandet, was ich auch dir empfehlen würde.

Ich lade meine Bilder immer bei www.imageshack.de hoch und werde dann hier nach und nach einen bebilderten Beitrag zu meinem Projekt erstellen. Die "Rohfassung" findest du in folgendem Beitrag: Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=1266

Hallo XXLRay,

vielen Dank für Deine schnelle Antwort.

Da Du ja scheinbar Erfahrungen im Bereich Savonius Rotoren hast, schau Dir doch bitte folgende Tabelle mal an:

http://www.pcon-wind.de/leistung_tab_4.htm

Die Anlage, welche ich bauen möchte sieht vom Grundsatz aus wie die der Pcon S3-300.
Hällst Du die Leistungsmerkmale hier für realistisch?
Einziger Unterschied, mein Rotor wird statt 4m Höhe nur 3-3,5m betragen.

Bin dankbar für jede Unterstützung!!!

MfG

Naja, meine Erfahrung stammt hauptsächlich aus dem entsprechenden Wikipedia-Artikel ;)
Ich hab jetzt mal die Werte für 5,4m/s genommen. Bei einer abgedeckten Luftfläche des PCON S3 300 von 3x4,5m² = 13,5m² "enthält" der Wind eine Energie von ca 2125W, der S3 300 liefert in diesem Bereich 329W, was einen Wirkungsgrad von etwa 16% ergibt. Das ist zwar nicht berauschend, aber dafür durchaus realistisch.
Zu beachten ist allerdings, dass der Rotor auf einem 6m hohen Mast montiert ist. In Bodennähe montierte Rotoren müssen mit deutlich weniger Wind auskommen. Höhe ist nur durch noch mehr Höhe zu ersetzen.
Zusätzlich musst du noch Verluste von Generator und Ladeelektronik einrechnen.

Was die Anordnung mit den drei Schaufeln betrifft, bin ich etwas skeptisch. Ich hab allerdings keine Studien, Messwerte oder ähnliches, was dieses Bauchgefühl belegen würde. Ich hab dazu in einem anderen Beitrag schonmal was geschrieben:

Hallo zusammen,
@XXLRay
den von Dir errechneten Wirkungsgrad würde ich nicht so unterschreiben,
ich komme auf eine Windleistung bei 5,4m/s und 13,5m² Area
von ca. 1275 Watt.
329 Watt entsprächen dann einem Wirkungsgrad von 25,8 %
oder sehe ich da etwas falsch?

Gruß
Günter
Westerwald

Hoppla - hab den Betzfaktor von 0,6 vergessen. du hast natürlich Recht.

Hallo Leute,
noch mal ein paar Fragen:
1. Frage
Ich kenne die Formel P=0,5x1,29(kg/m3)xA(m2)xVxVxV
Ist diese Formel korrekt? Ihr rechnet mit einer anderen Formel!
2.Frage
Somit käme ich bei 5,4m/s und A=13,5qm auf 1370Watt.
Ist dass korrekt?
3.Frage
Warum eigendlich 13,5qm bei 3mx4,5m?
Müßte als Windlastfläche nicht maximal der halbe Rotor angesehen werden?
4.Frage
Wahnsinn oder nur Quatsch?!?!?
Um den teuren Netzwechselrichter zum Einspeisen zu sparen, folgende These.
Ich würde mit einer oder mehreren Lima´s eine spannung von 12-14Volt erzeugen, schicke diese mit Hilfe einer Batterie durch einen "Camping-Wechselrichter", welcher für 100Euro zu bekommen ist.
Diese 230V Netzspannung schicke ich auf einen Frequenzumrichter (ca.50Euro bei EBAY)welchen einen Drehstrommotor (50Euro)antreibt, der einen weiteren Drehstrommotor(50Euro) antreibt.
Bitte nicht auf den Preisen rumreiten !!!
Mit Hilfe des Frequenzumrichter lasse ich die Antriebsmaschine über Nenndrehzahl innerhalb des Schlupf laufen und könnte so direkt einspeisen ?!?!?!

:shock: :?:

Gern höre ich von Euch.

1:
0,5x1,29 sind der Betz-Faktor von ca 0,6 mit dem ich rechne. Die 1,29 ist die durchschnittliche Masse der Luft, die je nach Temperatur und Höhe über NN (also Luftdruck) variieren kann.
Es ist also die gleiche Formel

2:
Das ist doch bis auf ein paar Prozentchen das gleiche, was wir raushatten. Die Unterschiede kommen durch Rundungsungenauigkeiten.

3:
Es wird immer die gesamte vom Rotor abgedeckte Fläche zur Berechnung einbezogen.

4:
Theoretisch könnte das funktionieren, aber ganz abgesehen von den Verlusten, die du dir einhandelst, wirst du für so einen Aufbau wohl keine Genehmigung zum Einspeisen bekommen.

Hallo XXLRay,
zu 4.
Im Prinzig läuft doch ein BHKW ähnlich; auch mit Genehmigung.
Ein Diesel treibt einen Generator an, welcher direkt mit dem Netz verbunden ist. Einzige Ausnahme : Netzsynchronisation (sch... Wort!!)

Mit den Verlusten könnte ich leben, da ist mit dem Selbstbaukosten weit unter den von Pcon von 16000,- für die S3-300 liege.
Baue ich halt noch grösser !!!

Danke nochmal für Deine schelle Antwort

Gruss

Netzsynchronisation ist wohl leider das Stichwort, um das es gehen wird. wenn du nämlich im ungünstigsten Fall deine Wechselspannung genau umgekehrt zur Wechselspannung des Netzes einspeist, erzeugst du nichts als Verlustwärme in den Leitungen.

Hallo zusammen,
@savonius

Du schriebst

Ich kenne die Formel P=0,5x1,29(kg/m3)xA(m2)xVxVxV
Ist diese Formel korrekt? Ihr rechnet mit einer anderen Formel!

Ich benutze die gleiche Formel,
die 1,29 stehen bei Dir für Luftdichte über Meeresspiegel.
Die Luftdichte auf Meereshöhe beträgt glaube ich in der Originalfassung
der Formel 1,23kg auf Meereshöhe. Mit zunehmender Höhe soll die Dichte
der Luft ja abnehmen, da ich auf ca.700m ü.M. liege setze ich halt immer
1,2kg ein.

Warum eigendlich 13,5qm bei 3mx4,5m?
Müßte als Windlastfläche nicht maximal der halbe Rotor angesehen
werden?

Den Gedankengang hatte ich auch schon
aber nach längerem Überlegen habe ich für mich beschlossen, als
Windangriffsfläche, die gesamte im Wind stehende Fläche anzusehen.
Der Savoniusrotor fällt doch in die Klasse der Widerstandsläufer, für eine
Berechnung des Wirkungsgrades müßte die gegenläufige Seite ebenfalls
mit berücksichtigt werden. Ein Teil der Windleistung wird ja bei
Schrägstellung des gegenläufigen Flügel zur Mitte und somit auf die
Seite des die Drehbewegung unterstützenden Flügels abgeleitet.
Ich bin aber nicht sicher, hier können unsere Savonius-Freak`s mehr zu
sagen.

Ich würde mit einer oder mehreren Lima´s eine spannung von 12-
14Volt erzeugen, schicke diese mit Hilfe einer Batterie durch
einen "Camping-Wechselrichter", welcher für 100Euro zu bekommen ist.


Bis hierhin kann ich noch folgen, Du würdest also die Gleichspannung
mit Hilfe des WR hier zerhacken auf 230V hochsetzen?

Diese 230V Netzspannung schicke ich auf einen Frequenzumrichter
(ca.50Euro bei EBAY)welchen einen Drehstrommotor (50Euro)antreibt,
der einen weiteren Drehstrommotor(50Euro) antreibt.

Hier hakt es bei mir. Die vom WR erzeugte 230V Spg. hat ja bereits eine
bestimmte Frequenz (ev. auch 50Hz), diese Spannung mit diesen
vielleicht 50Hz schickst Du jetzt auf einen Frequenzumrichter. In welche
Frequenz sollen den die 50Hz umgerichtet werden und warum? Der
Frequenzumrichter erzeugt ja z.B. wiederum 230V, nur mit dann vielleicht
z.B. 200Hz, aber mit entsprechenden Verlusten!
Ich habe so ein Monstrum installiert, um höhere Drehzahlbereiche für
einen Fräsmotor zu bekommen!

Nachdem also die Spannung mit der neuen gewünschten Frequenz
versehen ist betreibst Du mit dieser Spg eine Antriebsmaschine
(wofür? Ein Asynchronmotor als Generator?) über Nenndrehzahl?
Kannst Du diesen angedachten Ablauf nochmal etwas genauer schildern,
ich kann da im Moment nicht folgen.
So wie ich die Sache bis jetzt verfolgen kann, wird Dir von der erzeugten
Leistung nichts bis nicht viel übrig bleiben?

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo Günther,
ich kann im Prinzip jeden Asynchronmotor als Generator betreiben.
Das Problem ist, das der Motor sich nicht selber erregen kann.
Wenn ich einen Motor mit einer Nenndrehzahl von z.B. 3000Upm am Netz anschliessen würde, würde ich Strom aus dem Netz ziehen.
Würde ich jetzt einen Motor an die Welle des anderen anschliessen und ihn dann innerhalb des Schlupfes von 4% schneller drehen würde als der Motor eigendlich läuft, würde ich die Energie zurück ins Netz einspeisen.
Dafür ist der Frequenzumrichter gedacht.
Ich würde den Antriebsmotor z. B. mit 51Hz betreiben um ihn z.B. mit 3100Upm drehen lassen.
Jetzt hätte ich einen Generator der ins Netz einspeisen würde.
Wie gesagt: Einziges Probelem ist die Netzsynchronisation.

Noch Fragen?
Gruss

Du kannst einen Asynchrommotor mit einem Kondensator so beschalten, dass er sich durch den REstmagnetismus im Läufer selbst erregt.

Hallo !

Einfach den Asynchrongenerator als Motor synchron zum Netz laufen lassen (mit dem Netz) und vor dem Einspeisebetrieb phasenrichtig den Frequenzumrichter zuschalten. (Ich könnte mir vorstellen, daß es Umrichter mit Sychronisationseingang gibt ...) Wenn alles Synchron läuft, die Energieeinspeisung erhöhen.
So werden wohl auch in Kraftwerken die einzelnen Generatoren zugeschaltet.

Grüße
Jürgen

Hallo savonius,

ich hoffe ich habe alles verstanden.

Irgendwie hab ich diese Art der Erzeugung so in Erinnerung, das Du
den Motor ja zunächst als Motor mit Hilfe der Netzspannung anlaufen läßt.
Setzt Du jetzt an die Achse eine höhere Drehzahl als die Nenndrehzahl
an, wird eine entsprechend höhere Spannung erzeugt. Ich dachte immer,
diese höhere Spannung würde nun direkt ins Netz zurückgespeist. Ich hab
das so aufgefaßt, daß die angelegte Netzspannung die ja bereits in
richtiger Phasenlage angeschlossen ist durch zusätzlich erzeugte
Spannung ins Netz zurückdrückt (Zähler rückwärts laufen läßt?)
Wird denn jetzt noch einmal eine Synchronisation an die Netzfrequenz
oder Phasenlage nötig?

Da ich keine Erfahrung mit dieser Art der Erzeugung aufzuweisen habe,
habe ich nochmal in Windkraft Nr.3 nachgelesen. Dies liest sich tatsächlich
so, daß hier direkt zurückgespeist wird. Ohne eine zusätzliche
Synchronisation.

Wie gesagt, ich befürchte daß von der erzeugten Leistung nicht viel übrig
bleiben wird.

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo!

Es liegt zwar schon einige Beiträge zurück aber ich möchte mich gerne noch mal zum Thema Luftdichte aüßern.

Die Dichte der Luft von 1,225 Kg/m'3 bezieht sich NICHT NUR notwendiger weise auf die Höhe über dem Meeresspiegel. Vielmehr ist dies ein Durchschnittswert für die sogenannte Standardatmosphäre. Diese liegt jedoch fast nie vor.
Die dichte ist vielmehr abhängig von der Temperatur und dem vorherrschenden Luftdruck und somit nur indirekt von der Höhe.

Die Formel hierzu lautet:

"Roh" = P/ R*T ( Roh- Dichte, P -druck in Pa, T- Temperatur in K!!! )

und R ist eine Konstante von 287 (J/kg*K)

Wenn man von einem Standardwert des Luftdrucks von 1013,25 hPa ausgeht, so ergben sich schon allein durch die vorgegebene Temperatur erhebliche unterschiede. Bei einer Temperatur von -5 grad celsius beträgt die dichte nur noch etwa 0,950 Kg/m´3, bei gleichem Druck und 30 grad celsius wären es schon etwa 1,100 Kg/m´3...(trockenadverbatische Bedingungen mal vorausgesetzt)
Haben wir zum Beispiel ein Tiefdruckgebiet mit einem Kerndruck von etwa 960 hPa ( sturmtief), so kann z.B. die dichte bis auf etwa 0,895 Kg/m´3 abfallen
Zusätzlich ändert sich der Luftdruck mit der Höhe und nimmt somit ebenfalls einfluss auf die Dichte(nimmt ab).

Inwiefern sich das nun in der Praxis wirklich bemerkbar macht und/oder nachweisbar ist, ist eine andere Frage...aber bei einer Höhe von etwa 700 m über dem Meeresspiegel liegt die Dichte der Luft irgendwo zwischen 0,9 und 1,0 Kg/m´3. (jedenfalls rechnerisch, kann natürlich auch (viel) mehr sein, je nach bedingungen)

Die abnahme des Druckes mit der Höhe kann man entweder berechnen oder einfach mal beim deutschen wetterdienst für seine Region überprüfen...oder man hat ein Barometer. Da gibt es also schon Abweichungen...
Vielleicht interessiert das ja den einen oder anderen.
MFG
Max

Hallo Günther,
ja ich befürchte auch das ich grosse Verluste hätte.
Allerdings scheue ich mich noch vor den grossen Kosten für einen Wechselrichter.
1000-1500 werden es schon werden.
Oder hat jemand eine günstigere Alternative.
Bekannte Modelle bei mir sind SMA und Fronius.
Und die Dinger von www.solarhacker.de
Auch wenn ich die zum Teil zum Einkaufsbpreis bekommen würde.
Ein Umbau eines PV-Wechselrichters ist wohl nicht möglich?
Gruss

Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob das als Scherz gemeint ist, aber moderne Zähler können nicht mehr rückwärts zählen. es kann natürlich immer noch sein, dass jemand über ein altes Modell verfügt.

In deiner Rechnung stecken aber leider Fehler. Die Dichte der Luft nimmt mit abnehmender Temperatur zu (T im Nenner).

In deinem Beispiel (1013 hPa, -5°C=268°K) kommt man auf 1,317 kg/m³,
bei 30°C=303°K wären es 1,168 kg/m³.
Der Dichteunterschied ist somit etwa 11%.

Oli

Moin Oli!
Du hast natürlich recht.Es verhält sich umgekehrt! Ich habe auch nochmal nachgerechnet und komme jetzt auf das selbe ergebnis...komisch...und peinlich zugleich.
da war ich wohl zu doof das richtig in den rechner einzugeben...dieser TiVoyage ist sowieso nicht das ware und setzt automatisch überall irgendwelche klammern wo er es nicht soll.