Bau eines C-Rotor Windrades

gemeinsame Forenentwicklung eines Rotorprofils

Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Jens944S2 » Mi 14. Apr 2021, 06:57

Hallo Allerseits,

ich baue gerade mit meiner Tochter zusammen für eine Projektarbeit (Gymnasium 6 Klasse) ein Windrad. Es soll ein C-Rotor werden. Als Generator wird ein Nabendynamo verwendet.

Das erste Rotorblatt ist gerade fertig geworden. Als Materialien verwenden wir
- 4mm Sperrholz für oberen und unteren Deckel
- Dachrinne RG100 von Marley für den Vorflügel
- Traufstreifen Z250 von Marley für die Leitfläche
- 1cm Multiplexplatte als mittlere Verstrebung
- Heißkleber zum verkleben

Werkzeuge wurden verwendet:
- Heißklebepistole
- Stichsäge
- Laubsäge
- Feile
- Lochbohrer verschiedene Durchmesser

Das ganze ist erstaunlich stabil und mit 850gr pro Flügel relativ leicht.
Die Maße sind:
- Vorflügelbreite: 9cm
- Leitflächentiefe: 25cm
- Vorflügeltiefe: 8,5cm
- Eintauchtiefe: 1,3cm
- Gesamtflügeltiefe: 30,5cm
- Rotorblattlänge: 67cm
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Jens944S2 » Mi 14. Apr 2021, 09:01

Dazu habe ich noch folgende Fragen:
- Wie bekomme ich die Rotorblätter witterungsfest, reicht eine Grundierung/Lackierung?
- Welcher Rotordurchmesser sollte gewählt werden?
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon herbk » Mi 14. Apr 2021, 18:21

Hallo Jens,

nettes Projekt, - freut mich wieder mal jemanden zu sehen der so etwas macht. :D :D

Ihr seit mit den Flügelabmessungen fast bei dem was ich bei meinem aktuellen C-Rotor habe, das "passt" (so weit man das sagen kann) zu etwa 80 cm Rotordurchmesser.
Eine Strebe in der Mitte wird wohl recht wackelig werden...

In Bezug auf die Witterungsbeständigkeit kommt es natürlich darauf an wie lange der Rotor am Stück drausen sein soll...
Grundieren alleine reicht als Holzschutz nicht. WIchtig ist da eine Imprägnierung und ein Decklack. Die Multiplexplatte ist nicht sehr empfindlich, allerdings müssen auch hier alle offenen Kanten (auch Bohrlöcher) geschützt werden.
Wie gesagt: zumindest wenn er länger draußen stehen soll.

Für einen Rotor dieser Größe halte ich einen Nabendynamo für etwas schwach, Ihr werdet ihn wohl relativ früh zusätzlich bremsen müssen.

Gutes Gelingen (und halte uns auf dem Laufenden... ;)

Ach ja, - falls die Schule Deiner Tochter mal Lust auf ein größeres Projket in dieser Art hat:

http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=12&t=2429

Ist zwar die letzten beiden Jahre (aus bekannten Gründen...) ausgefallen, aber wir haben die Hoffnung es nächstes Jahr durchführen zu können.
Gruß Herbert
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Jens944S2 » Fr 30. Apr 2021, 13:01

Hallo Herbert,

danke für die Infos, den Durchmesser werde ich dann auf 80 cm festlegen.

Es gab endlich wieder etwas Fortschritt, die 3 Rotorblätter sind fertig gestellt. Der Nabendynamo ist angeschafft und die Aufnahme auch fertig.

Als nächstes erfolgt die Anfertigung der Streben, erste Tests haben gezeigt das die Stabilität ausreichend sein könnte.

mfg Jens

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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Jens944S2 » Mi 23. Jun 2021, 12:01

So, das Windrad ist bis auf die Endlackierung fertig. Ich habe es ein paar Tage im Garten stehen lassen und dabei beobachtet. Leider bin ich ziemlich enttäuscht.
Von selber anlaufen würde es vielleicht mal im Gewittersturm, da geht leider gar nichts.
Wenn ich es von Hand andrehe braucht es schon sehr kräftigen Wind damit es sich überhaupt weiter dreht. Normalerweise bleibt es direkt wieder stehen.
Während der Tests war übrigens keine Last an den Dynamo angeschlossen, also Leerlauf. Also im Prinzip nicht zu gebrauchen.

Wenn man den Dynamo wieder ausbaut und durch ein Kugellager ersetzt, wäre es wohl ein nettes Deko-Objekt, zu mehr kann man es sicher nicht gebrauchen.
Das ist schon sehr enttäuschend, bei der Größe der Rotoren und dem lächerlich kleinen Dynamo (3 Watt) hätte ich mir zumindest etwas mehr erwartet.
Der Dynamo ist gebraucht und hat schon ein spürbares Rastmoment wenn man die Achse von Hand dreht, aber das ist bei den Dingern ja normal. Vielleicht besorge ich nochmal einen neuen, allerdings habe ich nicht das Gefühl das er sich übermäßig schwer dreht.

Hat jemand eine Idee woran es liegen könnte, ist der C-Rotor so ineffizient?
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon herbk » Do 24. Jun 2021, 16:48

Hi Jens,
OK, der ist jetzt nicht ganz ideal gebaut, aber anlaufen sollte er schon. Z.B. das Umgebördelte an den Dachrinnenprofilen ist aerodynamisch eine Katastrophe, - besonders der Bördel nach Außen...

Das Rastmoment und die sonstigen mechanischen Verluste darf man nicht unterschätzen, ich hatte mal einen Test gelesen der gezeigt hat dass die auch im Leerlauf schon ganz schön Leistung aufnehmen, - mal sehen ob ich ihn noch finde.
gefunden: https://fahrradbeleuchtung-info.de/wirkungsgrad-und-leerlaufverluste-von-nabendynamos

Meine laufen bereits bei deutlich unter 1 m/s Windgeschwindigkeit an.. Ich habe allerdings keinen Nabendynamo sundern eine art Scheibengenerator ohne Rastmoment und auch die Kugellager sind ohne Dichtungen damit wirklich alles ganz leicht anläuft.

Im Momentn sind meine beiden Generatoren noch bei einem unserer Studenten. Wenn ich sie wieder habe, dann mache ich mal ein paar Bilder und ein kleines Video, - sollte bald sein, denn seine Testreihe ist abgeschlossen.
Gruß Herbert
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Oldman » Do 28. Okt 2021, 13:56

Hi, an alle.
War lange nicht mehr im Forum, da ich alles verloren glaubte ( Benutzername/Passwort ). Hatte dann doch eine alte Sicherung meiner Daten.
Somit wieder dabei :)

Ich bin immer froh, wenn sich jemand ein Windrad bauen möchte. Bin auch im nächsten Jahr wieder dabei und werde dann berichten.
Das wird dann was ganz neues ( denke mal, dass es neu ist ) und da Jens gerade dabei ist, sollte er evtl. einmal folgendes überlegen:
Bernd hat ja einmal als Generator einen LG Direct-Drive benutzt und da die meisten von uns nicht direkt an der See wohnen ( da ist immer mehr Wind )
wäre es doch einmal eine Überlegung wert über eine neue Form des Generators / Senkrechtwindrades nachzudenken. Oder ?
Standard seit ca. 1831 in"Stein gemeißelt" -> Stator ist fest und dreht sich nicht -> Rotor ist nicht fest und dreht sich.

Heißt : 1 Umdrehung vom Rotor = 1 X an allen Spulen vorbei

Was aber wenn man BEIDE Bauteile in Bewegung setzt : Rotor dreht sich links herum und der sonst feste Stator dreht sich auch. ABER rechts herum.
Was bedeutet : Flügel oben für den C-Rotor -> Flügel auf links drehend angebracht -> Flügel unten für den C-Rotor der den Stator dreht -> Flügel auf rechts drehend angebracht.

Wenn sich jetzt der obere Teil 1 Umdrehung nach links dreht und der untere Teil 1 Umdrehung nach rechts dreht sich der Rotor 2 X an allen Spulen vorbei.
Was bedeutet das : bei der herkömmlichen Bauweise haben wir dann bei gleicher Windgeschwindigkeit nur die Hälfte der Spannung.

Sollte dann als 3 Flügler C-Rotor mit LG Driectdrive in etwas so aussehen:

Bild

Was haltet ihr davon ?
Gruß
Bernd
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon herbk » Do 28. Okt 2021, 21:50

Hallo Bernd,

die Anzahl der Beiträge sagt eher "neuer Benutzer", - aber egal, verkneife ich mir halt das "wilkommen im Forum... ;)

Neu ist die Idee nicht, ich habe einen solchen Rotor 2019 bei einem Wettbewerb für Kleinwindkraftanlagen in Frankreich gesehen. Irgendwo habe ich auch Bilder davon, wenn ich was gefunden habe hänge ich es noch an.

Die Anlage hat, owohl sie augenscheinlich sehr sauber gebaut war, leider nicht sehr gut funktioniert. Das Problem war mechanisch bedingt. Irgend wo muss der Strom abgegriffen werden, das waren bei dieser Anlage übliche Schleifkontakte. Deren Bremswirkung hat aber bereits gereicht dass sich jeweils nur eine Rotorhälfte (die obere) gedreht hat.
Ist eigentlich logisch, denn jedes (mechanische) System geht immer den Weg des geringsten Widerstandes... :D
Gruß Herbert
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon Oldman » Fr 29. Okt 2021, 10:05

Hallo Herbert,

da hast Du recht. Habe fast nur immer die Beiträge gelesen, da ich mich nicht anmelden konnte.

Wäre schön, wenn Du noch Bilder, oder einen Link zu der damaligen Anlage von 2019 hättest.

Stimmt aber. Der Abgriff vom Strom hat mich auch zu dem Schluss kommen lassen es mit Kohlestiften zu probieren und dann den
unteren Rotor so groß zu dimensionieren, dass er sich auch dreht. Denke mal, dass, wenn er erst einmal angelaufen ist sollte das
schon funktionieren. Oder man versucht es kontaktlos : https://de.wikipedia.org/wiki/Drahtlose ... bertragung
Dann gäbe es keinen Reibungswiderstand zu überwinden.

Da ich jetzt seit 1 Monat Rentner bin habe ich Zeit genug alles auszuprobieren. Es ist für mich so etwas wie "try and error".
Und da meine Solaranlage im Garten selbst 1 Woche bei schlechtem Wetter den Kühlschrank laufen läßt ( ist wichtig für die "Gerstenkaltschale" ),
soll diese Anlage nur ein Zusatz sein. Im nächsten Jahr ( ab März ) soll es losgehen. Habe da auch schon direkte Vorstellungen von der Optik,
denn das erste Windrad von mir hatte nicht die Zustimmung meiner Frau bekommen ( sah auch wirklich nicht hübsch aus ).

Ich werde dann hier berichten. Hoffe es funktioniert alles so, wie ich mir es vorstelle.

Gruß
Bernd
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Re: Bau eines C-Rotor Windrades

Beitragvon herbk » Sa 30. Okt 2021, 20:05

Hallo Bernd,

bei uns heißt das "Hopfenkaltschale", - immer diese Dialekte... :lol: :lol:

Zwei Bilder habe ich gefunden, - ich dachte ich hätte mehr ( solche wo mehr zu sehen ist )...

Auch wenn try and error im Zusammenhang mit Vertikalachsern immer noch angesagt ist weil viele Erkenntnise nicht wirklich gesichert sind, hier doch ein paar Fragen... :

Was versprichst Du Dir eigentlich von dem gegenläufigen Rotor?
In welcher Region der Republick wohnst Du?
Wie groß planst Du die Anlage?
Willst Du alles selbst bauen oder Komponenten zukaufen?
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Gruß Herbert
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