Erster Eigenbau

[kalli51]

hallo erst mal ,ich bin neu hier bei Windrad.de und habe schon ein paar mal was gelesen über den C- Rotor,
habe auch schon einen Rotor sebst gebaut hier die Daten, 2 stk. 26" Fahrradfelgen mit 3 pvc Vorflügel 75mm breite und Aluleitflächen 240mm breite ,durchmesser ca 58cm und Höhe 75cm,hier ein Bild http://www.ka-ra.org/photogallery.php?photo_id=2 , und nun meine Frage wie gross muss ein Rotor werden um 500 Watt Strom zu erzeugen,vielleicht habt ihr einige vorschläge für mich ,bis dann und ,med vennlig hilsen Kalli

[Vertikalwindrad]

Schwer zu sagen wie groß so ein Windrad sein müßte es kommt ja immer auf die Umstände an.
Bzw. den Standort Also auf dem Bild von dir sieht das eher Suboptimal aus oder ist dort mehr Wind?
Also es Heißt das Windrad sollte 1/3 über Bebauung oder den Bäumen sein.
Geschätzt würd ich sagen mit nem Optimalen Genreator sollte es schon beachtliche Maße haben von über 2,50
meter Leitflächenhöhe. Also es kommt ja auch noch auf andere Parameter an als auf die Größe also der Durchmesser oder Umsetztung der Energie.

[jb79]

Hallo und Grüße nach Norwegen!

Hast du für die Berechnung der Flügel unser Berechnungstool verwendet, oder erstmal munter drauf losgebaut, dann wäre dein Windrad nicht optimal dimensioniert und du verschenkst Wirkungsgrad.

Um 500W zu erreichen brauchst du dementsprechend viel Wind oder ein entsprechend großes Windrad.

Die Energie, die im Wind steckt wird wie folgt errechnet:
Pwind = 0,5 * Luftdichte * (Windgeschwindigkeit)³ * Durchströmte Fläche * Wirkungsgrad (Betzsches Gesetz).
Die Luftdichte beträgt auf Meereshöhe bei 20°C etwa 1,20kg/m³.
Der Wirkungsgrad (Betzsches Gesetz) mit dem ein Windrad die zur Verfügung stehende Energie in mechanische Energie umwandelt beträgt ca. 0,4-0,5 (theoretisch erreichbares Maximum ist 0,59), wir rechnen der Einfachheit halber erstmal mit 0,5.

Hab mal der Einfachheit halber eine Excel Tabelle gemacht:
Gib oben einfach die Fläche deines Windrades ein, dann kannst du sehen, bei welcher Windstärke du welche Leistung erwarten kannst.

Leistungsberechnung.xls

(32 KiB) 1360-mal heruntergeladen

[Bernd]

Hallo Kalli, auch von mir ein herzliches Willkommen hier in unserem Forum.
Ein sehr stabiles Windrad hast du dir da gebaut, mit doppelter Lagerung oben und unten.
Was hast du denn bis jetzt für Erfahrungen damit gemacht ?
Hast du evtl. schon mal einen Dynamo oder ähnliches drann betrieben. ?
Gerne würden wir noch weitere Fotos, evtl. auch Detailaufnahmen sehen, falls du welche hast.

Wie meine Vorredner schon sagten ist für die Beantwortung deiner Frage wann so ein Windrad
500 Watt erzeugt erstmal wichtig zu wissen bei welcher Windgeschwindigkeit du diese 500 Watt
erzielen möchtest.
Ein kleineres Windrad bräuchte natürlich viel stärkeren Wind um auf 500 Watt zu kommen als
ein grosses.
Oft wird die Angabe der Nennleistung von Windrädern bei einer Windgeschwindigkeit von 12m/s angegeben.
12m/s sind schon eine ganze Menge. Subjektiv empfindet man das schon als stürmisch.
Aber nehmen wir mal diese 12m/s für ein Beispiel:

Zunächst mal müssen wir noch den Wirkungsgrad des geplanten Windrades kennen.
Dieser liegt beim C- Rotor bei ca. 20%.
Wir brauchen also eine Windradfläche, bei der der Wind 5 mal 500 Watt mit sich führt, damit wir
bei einem Wirkungsgrad von 20% ein füntel davon (unser 500 Watt) "ernten" können.
Wir brauchen also eine Windfläche die bei 12m/s 2500 Watt mit sich führt.
Ich komme da auf eine Windradfläche von ca. 2,5 m².
Wenn dein Windrad also z.B. Flügel von 1,6m Höhe und auch einen Durchmesser von 1,6m hätte,
dann könnte dieses Windrad bei 12m/s mechanische 500 Watt abgeben.
Abziehen muss man dann noch die elektrischen Verluste im Generator und in der Elektronik, was
das Windrad wieder vergrössern würde.
Ganz grob könnte man von ca. 3 - 3,5 m² ausgehen um netto 500 Watt Leistung bei 12m/s zu erzielen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Jürgen du hast in deiner Formel bzw. Exeltabelle einen Wirkungsgrad von 0,5 = 50% angenommen.
Das ist aber deutlich zu viel für den C- Rotor.
Am besten wäre es vielleicht, wenn das Wirkungsgradfeld in deiner Tabelle auch ein rot markiertes
Pflichtfeld würde, denn der Wirkungsgrad ist ja eine individuelle Sache die vorgegeben werden muss.

Grüsse

Bernd

[Wilfried]

Hallo Bern, hallo Jürgen,

bei der Betzschen Konstante habe ich nun 0,2 eingegeben, aber ich verstehe auch nicht, warum jede Formel mit dem Faktor 0,5 beginnt

Und Jürgen, Du hast Dir da viel Arbeit gemacht *lobloblob*. Zwei Tips zu Excel, damit man solche Formeln einfach nach unten ausfüllen kann. Werte die sich die Formel konstant holen soll, egal in welche Zelle sie kopiert wird, nagelt man sich mit Dollarzeichen fest z.B. $B$7
Und einen Wert mit sich selbst multiplizieren geht einfach, in dem man den Pfeil nach oben und den Exponenten dahinter setzt, z.B. (A12^3) anstatt A12*A12*A12.
Ich finde Herr Excel ist einfach genial und macht Spaß.

Beste Grüße aus Hannover
Wilfried

[jb79]

Danke für den Tip mit den "festgenagelten" Konstanten, hab doch gewußt daß das irgendwie so gehen muß, hab aber nur vor zwischen Zelle und Spalte das $ Zeichen drinnengehabt, das geht logischerweise dann nicht. Das mit der Potenz war mir auch klar, aber ich glaub ich hab mich da vertippt gehabt, drum gings nicht und ich habs dann einfach so gemacht.

Warum jede Formel mit 0,5 beginnt ist klar: der Faktor 0,5 kommt von der Division durch 2: siehe Herleitung hier. Da gehts aber eigentlich um einen Horizontalläufer, drum ist die Querschnittsfläche ein Kreis und PI ist in der Formel drinnen. Bei uns dagegen wird der Querschnitt immer ein Rechteck/Quadrat sein => kein PI in der Formel.

Ach ja, hier V1.1:

Leistungsberechnung.xls

V1.1

(33.5 KiB) 206-mal heruntergeladen

[Wilfried]

...alles klar, war wohl schon etwas spät gestern

Bei "mechanische Werte des Windrades" wäre "Durchmesser" aber nun falsch, dort müsste es Breite x Höhe heißen.

Nun könnte man im Weiteren ja auch die Windlasten berechen, welche auf einem Rotor, Mast und Abspannung liegen
http://upload.wikimedia.org/math/b/f/8/ ... ec1292.png
Windlast der geschlossenen Fläche x Wirkungsgrad der Anlage...

Gruß
Wilfried

[kalli51]

hallo und danke für die antworten und das tool
dieses windrad habe ich einfach so gebaut,und es dreht sich, der standort ist nicht so gut ,wir hatten heute wind mit 4 m/s und das windrad machte 45 rpm, das nächste windrad soll 2m über die garage ,wird auch wieder zwei 26 zoll radfelgen haben und 2 meter höhe der leitfläche sowie vorfügel,werde das berechnungstool benutzen, weitere bilder kommen morgen, danke für alle antworten bin sehr begeistert.
med vennlig hilsen Kalli

[Bernd]

Hallo Kalli
ich bin schon sehr auf deine neuen Fotos gespannt und finde es sehr gut das dir die Sache
Spass macht.

Grüsse

Bernd