Mein erstes Windrad

Mein erstes Windrad

Beitragvon Wolle » Fr 11. Mär 2011, 22:54

Hallo,

nun ist mein kleines Windrad endlich fertig!
Und heute möchte ich euch meine Erfahrungen die ich wärend der Herstellung, mit all den Fehlern die ich gemacht habe, und
was ich bei dem nächsten Windrad anders machen würde, berichten.
So...

Die Teile für den Bau der Windradhalterung sind alle vom Schrott.
Als erstes habe ich die Rotoraufnahme aus Alu hergestellt.
Hier habe ich 2,5mm starkes Alublech verwendet, welches ich rückblickend besser aus min. 3mm Blech gemacht hätte.

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Im nächsten Bild sieht man wie die Aufnahmen mit den Distanzbolzen am mini Generator angeschraubt sind.
(Im linken Bild sind die Halterungen schon abgekantet, rechts noch nicht.)
Die Bolzen habe ich verwendet damit die Kraft, welche vom Wind auf die Fügel übertragen werden, sich besser verteilen.
(Jetzt ärgere ich mich, das ich keinen größeren und vorallem eisenlosen Geni verwendet habe!)
Später habe ich noch ein Alu-Rohr über den Geni und die Bolzen gestülpt, da ich die Lager vor Wettereinflüssen schützen wollte.


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3. Bild: Hier sämtliche Einzelteile und die zusammen geschweißte Halterung mit Flansch.
Wie gesagt, das ist alles aus Edelstaht außer der Flansch, dieser ist aus "Wald und Wiesen" Stahl, deshalb habe ich Ihn später auch lackiert.

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Hier die Halterung mit dem aufgeschraubten Generator. Das Kabel geht vom Generator durch das Rohr und kommt in der Mitte vom Flansch raus.

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Als nächstes erfolgte der Bau der Rotorblätter.
Ein Kumpel hat mir die Teile aus GFK herstellt, dafür habe ich zuvor eine Form aus Edelstaht hergestellt.
Zusätzlich habe ich auch 1mm starke Blechstreifen zugeschnitten, welche mit in die Flügel laminiert wurden.
Diese wurden auf die Höhe der Rotoraufnahme platziert, da ich bedenken hatte
das die Nieten sich bei extrem starken Böhen durch das GFK ziehen könnten, also zur Verstärkung.
(Auf dem Bild sind nur 2 von 3 Flügeln zu sehen. Im linken Bild sieht man noch die Makierungen von den zwei Blechstreifen die sich im Inneren befinden!)
Die Bearbeitung erfolgte mit der Flex, was echt super einfach war.

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Im letzten Bild sieht man nun das fertig montierte Windrad.
Wie gesagt, die Flügel habe ich mit 5er Nieten an der Rotoraufnahme befestigt.
Die Rotormitte hat eine Höhe von ca. 4m. Rotorhöhe ist insgesamt 85cm und der Durchmesser beträgt 50cm.

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Jetzt muss ich nochmal zu den Flügeln kommen.
Bei nächsten Bau verwende ich kein GFK wieder. Meiner Meinung nach hat sich der ganze Aufwand nicht gelohnt.
Erste die Form bauen (das ist noch das geringste Problem).
Nachdem die Teile zugeschnitten waren, erfolgte das schleifen, spachteln, schleifen, spachteln,schleifen, spachtel........
Auf der Innenseite war das ganze überhaupt kein Problem (ganz kurz anschleißen und gut), da war ja auch der Gelcoat aufgetragen und das war super glatt.
(Die Form bestand aus einem Rohr und einen angschweißtem Blech. Der Übergang von Rohr zu Blech wurde sauber verspachtelt und geschliffen)
Was sich später als Problem heraus kristallisiert hat, war die scharfe 90° Abwinklung.
Solche scharfen Kanten sind sehr sehr schwer mit GKF in den Griff zu bekommen, da sich das Material nicht an solch scharfen Kanten gut anlegt.
Doch wie gesagt, die Innenseite war einwandfrei glatt.
Jetzt ging es an die Außenseiten.
Diese habe ich etliche Male geschleifen, gefüllert und gespachtel und das alles mehrmal.
Doch 100%-tig sauber habe ich es trotzdem nicht hin bekommen. Immer wieder kamen kleine Löcher zum vorschein....
Aber ich habe gelesen, das es für die Außenseite einen Topcoat gibt, der das ganze "angeblich" vereinfachen soll.
Doch leider bekommt man das mit dem Topcoat auch nicht so sauber hin, wie mit dem Gelcoat zwischen Form und GFK!
Ein weiteres Problem ist die ca. 85cm lange Hinterkante der Flügel. Obwohl meine Form wirklich gerade war, ist durch das herausziehen des Flügel aus der Form (Trennmittel wurde natürlich verwendet) die Hinterkante nicht mehr richtig gerade, sondern krümmt sich leicht nach Innen. Hier könnte man eventuell auch ein Blech einlaminieren um so das Problem zu lösen. Doch dann könnte man die Flügel bald komplett aus Alu herstellen, was ich wohl beim nächsten mal machen werde!

Nun meine Beobachtungen zum verhalten des Windrades.
Bei einem kleinem Lüftchen bewegt sich der Rotor minimal hin und her, schafft es allerding nicht über das Rostmoment hinüber.
(Ich habe keine Wetterstation hier und kann somit die Windgeschwindigkeiten nicht bestimmen.)
Wenn das Rastmoment einmal überwunden ist, dreht der Rotor ganz gut. Also unbedingt einen eisenlosen Rotor verwenden!

Weiter denke ich das ein Lenz2-Rotor, welcher aus mehr als 3 Flügeln ( also dann 5!) besteht, ein besseres Anlaufverhalten zeigt.
Weiß nicht wie genau ich das beschreiben soll aber manchmal stehen die Flügel ungünstig zum auftreffenden Wind.
Dieses Problem könnte vllt. mit 5 Flügeln behoben werden. (vllt. könnte man das mal simulieren ;) )

Ein Drehzahlmesser oder Fahrradtacho habe ich noch nicht am Windrad installiert, mal schauen ob ich das noch machen werde....

Also, das waren meine bisherigen Erfahrungen.
Über Tips und Trick von euch, "Was kann ich Wie besser machen?", würde ich mich freuen.

Grüße Wolle
Zuletzt geändert von Wolle am Mi 23. Mär 2011, 10:50, insgesamt 1-mal geändert.
Wolle
 
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon finn » Fr 11. Mär 2011, 23:34

Wolle hat geschrieben:Hallo,

nun ist mein kleines Windrad endlich fertig!
Und heute möchte ich euch meine Erfahrungen die ich wärend der Herstellung, mit all den Fehlern die ich gemacht habe, und
was ich bei dem nächsten Windrad anders machen würde, berichten.


Grüße Wolle


Nur würde... oder doch eher werde?

oder soll das dein letztes windrad sein?
finn
 
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Bernd » Sa 12. Mär 2011, 09:01

Hallo Wolle und vielen Dank für deinen super Bericht mit den vielen tollen Fotos.
Ich habe mich darüber sehr gefreut.

Ich finde es toll das du alles so genau beschrieben hast und deine Eindrücke geschildert hast.
Da kann man regelrecht mitfühlen wie dies oder das ablief.
Interessant finde ich auch deine Idee mit den Distanzhülsen auf dem Nabendynamo.
Ich bin gespannt auf Drehzahlmessungen, aber bei dem Durchmesser und 85cm Höhe sollte es für den
Rotor ein leichtes sein den Nabendynamo anzudrehen. Mein Rotor hatte nur 50cm Höhe und ca. 55cm
Durchmesser und er lief ab ca. 2 - 2,5m/s an und drehte dann glaube ich bis ca. 1,5m/s bevor er stehen blieb.
Evtl. sie die Lager des Nabendynamos vom Werk auszu stramm angezogen. Das war bei mir auch bei einem
Exemplar der Fall. An Drehzahl kannst du bei einem Unwetter bis zu ca. 1000 U/min erwarten.

Ich bin erstaunt wie glänzend die Oberfläche deiner Flügel ist und kann das nervige Glätten gut nachvollziehen.
Als Glaseinlage hast du anscheinend Material vom Typ "Glasmatte" verwandt. Ich habe die Erfahrung gemacht
das es mit Glasgewebematten wesentlich einfacher und sauberer geht und beim Auftragen des Harzes auch nicht
soviel Fäden aus der Matte holt.
Ich habe schon ein paar Versuche gemacht und bin der Meinung das man mit einer Glasgewebematte mit sehr
geringen Quadratmeter Gewicht als letzte Schicht schon eine relativ feinporige Oberfläche erhält.
Derzeit strebe ich für diese letzte Schicht ca. 40gr/m² für die Glasgewebematte an. Das ist ein Gewebe das so
fein ist das es an Seide erinnert.
Es soll die Unebenheiten durch das gröbere Untergewebe glätten und für die Lackierung eine möglichst feinporige Fläche schaffen.

Flo hatte mal geschrieben das man einen minimalen Biegeradius für die Glaseinlage einhalten muss was auch
verständlich erscheint, immerhin ist es ja doch brüchiges Glas. Ich meine er schrieb 5mm Radius. Das ist bestimmt
der Grund warum es bei Dir auch nicht so um die Kanten wollte.

Du hast also auf eine Stahlblechform drauf laminiert, nachdem du sie zuvor mit Trennmittel behandelt hattest ?
Ging das gut wieder vom Blech ab ?
Habt ihr Polyesterharz oder Epoxid verwandt ? Ich frage wegen dem Verzug von dem du geschrieben hast.
Polyester schrumpft durch Lösemittelverlust. Das könnte vielleicht den Verzug erklären.

Dein Windrad sieht sehr gut und sehr sauber verabeitet aus, meine Gratulation.

Grüsse

Bernd
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Wolle » Sa 12. Mär 2011, 15:22

@ Finn: ok ;) , eh werde, hab schon wieder ein paar Ideen zu einem neuen Lenz2...

@ Bernd:

Also hier hab ich nochmal gerade ein paar Bilder von der Edelstahlform gemacht.
Genau, vorher mit Trennmittel eingeschmiert und danach den Gelcoat aufgetragen.

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Wie ich schon oben geschrieben habe, hat die Flügel ein Kumpel hergestellt.
Das Abziehen ging ganz gut, jedoch sollte man nicht all so lange warten bis man den Flügel aus der Form zieht.
Sobald das Harz (leider kann ich dir nicht genau sagen, was er genau für ein Mittel verwendet hat) trocken ist,
dann legst du los. Bei einem Flügel hatte wir es mehrere Tage stehen lassen und das ging dann nicht mehr so einfach aus der Form heraus.
Das ist natürlich sehr vorteilhaft wenn man zum Schluss noch eine sehr feine Matte auflaminiert,
da mein Gewebe außen sehr grob war und ich deswegen auch den großen Aufwand mit dem schleifen hatte....


Grüße Wolle
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Wolle » Mi 23. Mär 2011, 10:54

Hallo,

ich habe gestern noch das Rohr mit Dämmwolle ausgefüllt, da das Kabel bei viel Wind von Innen gegen das Rohr geschlagen hat.
Hätte nicht gedacht, was das für Lärm machen kann ...

Grüße Wolle
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Wolle » Sa 23. Apr 2011, 16:38

Hallo an alle,

in den letzten Tagen ging bei uns richtig heftig Wind und da der Akku noch nicht da war, habe ich den Geni zum ausbremsen des Windrades kurz geschlossen
Das Windrad dreht dann schwer an, doch wenn richtig starke Böhen kommen und das Windrad in Fahrt kommt, reicht es trotzdem nicht aus und das Windrad dreht (trotz Kurzschluss vom Generator) extrem schnell...

Was kann ich jetzt noch machen, um das Windrad mehr ab zu bremsen??
Das ist mir eindeutig zu schnell!! Wenn man überlegt, das man auch mal mit noch heftigern Stürmen rechnen muss!
Wenn ich einen anderen Generator als den Nabendynamo verwende, könnte das helfen?
--> mehr. mechanische Energie könnte in elek. Energie umgewandet werden... --> Windrad wird mehr abgebremst

Grüße Wolle
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Bernd » Sa 23. Apr 2011, 16:51

Wenn ein Generator kurzgechlossen schnell gedreht wird dann entsteht eine Menge Wärme in der Wicklung denn
die gesamte Verlustleistung fällt nun an seinen Spulen an.
Glücklicherweise scheint das dein Nabendynamo bis jetzt überlebt zu haben.
Ein anderer Generator der mehr Leistung abgeben kann hätte wahrscheinlich eine höhere Bremswirkung.
Ich würde aber Widerstandsläufer nie mit kurzgeschlossenen Generator betreiben, da sie aufgrund der
Tatsache das die bei tiefen Drehzahlen immer mehr Drehmoment entwickeln, den Generator unter umständen
zu stark belasten können.

Warum meinst du eigentlich das das Windrad zu schnell drehen würde?
Es sollte normalerweise schon hohe Windstärken bis hin zum Sturm ohne Bremsung überleben.

Grüsse

Bernd
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Wolle » So 24. Apr 2011, 17:20

"Warum meinst du eigentlich das das Windrad zu schnell drehen würde?
Es sollte normalerweise schon hohe Windstärken bis hin zum Sturm ohne Bremsung überleben."

Genau das weiß ich ja nicht ob die Konstruktion diese Belastungen Stand hält!
Natürlich habe ich alles sorfältig gebaut aber wenn das Rad auf Touren kommt, ist schon sehr furchteinflößend. :o
Ich habe bis jetzt noch keine Erfahrungen damit sammeln können und muss mich wahrscheinlich erstmal dran gewöhnen.

Einen Burn-In Test habe ich mit den Geni noch nicht gemacht ;) ...
Geht das überhaupt bei den Nabendynamos, wenn die max. 500mA abgeben können, egal wie schnell sich auch das Windrad dreht?
(Vorausgesetzt es liegt keine Sturm über mehere Stunden an)
Aber im Nachhinein aus heutiger Sicht würde ich einen Generator mit einer höheren Leistungsabgabe bevorzugen, eben wegen der Bremswirkung.

Habe gestern noch extra eine Schelle zum Dachkasten (+ Dachlattenkonstruktion) hin befestigt, die auftretende Schwingungen noch ein wenig aufnehmen/dämpfen soll.
Ich habe irgendwie immer im Hinterkopf das die Schweißnähte einen Dauerbruch erleiten könnten...


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Grüße
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon Bernd » So 24. Apr 2011, 17:29

Schaden kann eine weitere Abstützung sicher nicht.
Du hast Recht das der Nabendynamo in der Hinsicht "zerstörungsicherer" ist als andere Generatoren.
Genau wie du es gesagt hast können maximal 500 mA fliessen.
Vermutlich kann er das auch dauerhaft überleben, aber wer weiss.

Grüsse

Bernd
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Re: Mein erstes Windrad

Beitragvon andreas » So 24. Apr 2011, 23:47

Hallo,

die Aufhängung des Mastes scheint mir recht dürftig zu sein. Schau Dir mal handelsübliche Sat-Schüssel-Rohrfüße für Giebelbefestigung an, die zeigen in etwa das stabile Minimum. Zwei dreieckförmige Halter gegen die Wand im Halbmeter- oder Meterabstand am Rohr, eine Zugstrebe von der Wand gegen das Gewicht der Last. Das ist alles simpel aus Flachmaterial verschraubt zu fertigen und dennoch stabil.

MfG. Andreas
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