Savonius Rotor

fertig gestellte Windräder, Fotos, Beschreibungen und Nutzdaten

Savonius Rotor

Beitragvon Tank » Sa 9. Jul 2011, 09:24

Hallo,
ich bin neu angemeldet, lese aber schon recht lange in diesem Forum. Ich bin verblüfft, wie professionell das alles gemacht wird (wie auch im anderen Forum natürlich).
Ich komme aus der Mechanikecke und mit Elektro habe ich es nicht so. Auch die ganzen Messungen habe ich noch nicht gemacht. Ich dachte mir, ich baue erstmal einen Savonius in einer bestimmten Mindestgröße und passe dann den Generator an. Dass ich nicht einen ganzen Haushalt versorgen kann (oder doch? :) ), weiss ich. Mein Ziel war eh vorerst "nur" Batterieladung.

Nach langem Hin und Her habe ich mich entschlossen, endlich in meinem Urlaub mein geplantes "Projekt" zu verwirklichen: Ein Savonius Rotor, der mittels Nabendynamo (evtl. ein 2. später) eine Autobatterie lädt. Das wäre ein wirklich großer Erfolg für mich, wenn das funktionieren sollte :) Dann die Teichbelüftung und die Pumpe versorgen.

Im Nachbarforum, in dem ich schon länger angemeldet bin (auf dieses Forum hier bin ich durch einen Link dort gestoßen), habe ich bereits mein Windrad vorgestellt. Ich kann ja mal hier verlinken. Muss ja nicht alles doppelt und dreifach sein.
http://www.kleinwindanlagen.de/Forum/cf ... php?t=3371

Gestern habe ich noch ein paar "Verschlimmbesserungen" anbringen müssen, da der Savonius bei ein paar Böen doch zu arg getaumelt hat. Ich musste recht lange auf Wind warten, da wir eine Megaflaute haben z.Zt. :?
Ich habe das dann beobachtet und festgestellt, dass das Taumeln stärker wurde und habe deshalb den Rotor mittels 2 Drähten unten am Gestänge gegen Weiterdrehen fixiert. War mir doch zu unheimlich.
Ich denke, die Grundplatte (3mm Dibondplatte) hat sich durch die Hebelkraft in der Fläche verformt (naja man sieht die Verformung ja mit bloßem Auge). Das schaukelt sich dann auch auf und ist zu gefährlich.
Dann ab in den Baumarkt und geshoppt.

Ich habe vorerst einen Winkel an den Baumstamm geschraubt und eine Konstruktion wie einen Galgen für die Lagerung oben gebaut. Jetzt steht das Ding stabil, aber den absoluten Rundlauf bekomme ich wohl gar nicht mehr hin. Schade.
Fotos habe ich von der neuen Konstruktion noch nicht gemacht. Sieht aber sogar gut aus.

Ich werde zukünftig eine hängende Version testen. Wird zwar aufwändiger, aber bestimmt stabiler. Man soll es nicht glauben, oder? Da baut man einen Savonius, weil er recht einfach zu bauen ist und an der Lagerung, bzw. am stabilen Aufbau hängt´s dann meistens (ab einer best. Größe des Systems).
Ich habe schon überlegt, beim nächsten mal den Rotor an der Hauswand anzubringen. Da gab´s doch einen Thread zur Optimierung der Luftanströmung, wenn der Savonius-Rotor an der Hauswand hängt. Bei uns wäre es evtl. machbar an der Süd-, bzw. Westwand. Da weht immer Wind und das nicht zu schlecht.

Da könnte man doch so etwas wie das hier nehmen:
http://www.amazon.de/SAT-Halterung-St%C ... 34&sr=8-20
Bei der Größe der Halterung könnte man sogar einen Savonius mit Durchmesser 1m und Höhe 2m anbringen und hätte trotzdem noch 30cm Abstand zur Wand.

Eins oben, eins unten, jeweils einen Nabendynamo (oder später mal einen Scheibengeni) angebracht und die stabile Lagerung "steht" (bzw. hängt).
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Bernd » Sa 9. Jul 2011, 09:42

Hallo Tank und Danke für die Vorstellung deines Savonius !

Dein Savonius gefällt mir gut. Auch die Verstärkung des Randbereiches mit diesem Aluprofil finde
ich eine gute Idee. Ja ich denke auch das dein Windrad, so wie du es jetzt ja gemacht hast, eine
zweiseitige Lagerung benötigt denn ein Savonius neigt gerne zu Unwuchten.
Idealerweise wuchtest du den Rotor indem du ihn mittig lagerst und dann waagerecht legst.

Die Idee mit der Hausecke gefällt mir gut. Bei einem 2m² Savonius bilden auch 2 Nabendynamos noch
wenig Belastung für das Windrad, es könnte mehr. Das soll aber nicht heissen das so ein 2m² Savonius
unbedingt mehr Last benötigt. Mit den 2 Dynamos würde er auch funktionieren und fast immer drehen.

Wenn du noch offene Fragen hast, nur zu. Ich freue mich schon auf weitere Berichte von Dir.

Grüsse

Bernd
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Tank » Sa 9. Jul 2011, 16:58

Hallo Bernd,

danke :D
Ich wollte ja erst einen anderen Generator basteln. Da ich mich aber erst in die Materie einarbeiten müsste (Wicklungen, Drahtdurchmesser, Magnete usw.), wollte ich vorerst auf eine quick & dirty Lösung zurückgreifen und einen fertigen Generator nehmen, wobei der Nabendynamo gar nicht so dirty ist. Ich bin darauf gekommen, als ich hier den tollen Testbericht von dir über die Shimano Dynamos gelesen hatte.

Bevor ich da wirklich viel Geld ausgegeben hätte für Magnete und anderes, wollte ich es erst so testen. Der Savonius mit rund 1m Höhe und 0,6m Breite ist ja nicht endgültig. Ich will da schon noch ein wenig größer bauen. Ca. 2m Höhe und 1m Breite. Natürlich stünde nichts im Wege, einfach 2 Savoniüsse :? mit 1x1m übereinander um 90° versetzt zu montieren. Die Möglichkeiten sind ja da.

Vielleicht habe ich mir bis dahin das Know How angeeignet, einen Scheibengenerator zu bauen. Mir schwebt da so ein Scheibengenerator mit 30-40cm Durchmesser vor und so, wie es die meisten machen, bzw. ich es gelesen habe, 3-Phasen mit 9 Spulen und 12 Magnete.

Nur so als erstes Resumee: Die Bodenplatte würde ich nicht mehr aus 3mm Alu-Dibond machen. Als alleinige Bodenplatte ohne Lagerung oben ist das viel zu schwach. Die Bodenplatte hat sich durch das Taumeln ein bissl verzogen, als es mal kurz Wind gab und ich nicht hingesehen hatte. Mit einer stärkeren Bodenplatte (aus 10er oder 15er Vollholz) und einer guten Lagerung hätte das vielleicht besser funktoniert. Es gibt aber auch 6mm oder gar 12mm Dibond. Ist aber teurer.

Was ich ein wenig als Nachteil sehe beim Nabendynamo (rein mechanisch jetzt), ist die kleine Auflagefläche auf der Feststellmutter. Aber wie gesagt, es war ja erst der Anfang und ich habe für alles Material weit unter 100 Euro ausgegeben.

Vorhin habe ich mal mein Messgerät an den Nabendynamo angeschlossen. Bei 50-60 U/min habe ich schon um die 7V gemessen. Es schwankt zwar, denn der Wind ist eher bescheiden in den letzten 4-5 Tagen. Zum RC-Fliegen zu viel, für´s Windrad zu wenig und unbeständig.
Äh...... :oops: Der Nabendynamo gibt ja Wechselstrom aus, oder?

Gruß
Frank
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon miniwindi » Sa 9. Jul 2011, 17:08

Hallo Frank,
ich habe unter KWA auch gelesen. Wenn Du die ALU Profile an den Kanten mit Namen nicht kennst: Wo hast Du die denn gekauft? Genau so was suche ich auch noch.
Viele Grüße Herbert
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Tank » Sa 9. Jul 2011, 17:19

Hallo Miniwind,

das war bei TOOM Baumarkt. Ich habe sämtliche Baumärkte im Umkreis abgeklappert, da ich genau das suchte. Ich glaube, 2,49 € pro Stück (1m).
Es sind 5mm Löcher, in die ich dann M6 Gewinde reingeschnitten habe. Den Namen des Profils weiss ich echt nicht.
Gruß
Frank
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon miniwindi » Sa 9. Jul 2011, 17:29

Hallo Frank,
vielleicht hat ja der T. ja hier das identische Sortiment.
Danke!
Viele Grüße Herbert
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Bernd » Sa 9. Jul 2011, 18:15

Vorhin habe ich mal mein Messgerät an den Nabendynamo angeschlossen. Bei 50-60 U/min habe ich schon um die 7V gemessen. Es schwankt zwar, denn der Wind ist eher bescheiden in den letzten 4-5 Tagen. Zum RC-Fliegen zu viel, für´s Windrad zu wenig und unbeständig.
Äh...... :oops: Der Nabendynamo gibt ja Wechselstrom aus, oder?

Ja richtig der Nabendynamo gibt Wechselspannung aus, deshalb braucht man auch noch einen Gleichrichter, am besten
aus Schottkydioden.
Deine gemessene Spannung bei 50-60 U/min entspricht dem so genannten Effektivwert der Spannung, quasi eine Art Mittelwert.
Tatsächlich ragen die Spitzen der Spannungsamplituden aber noch weit höher. Das kommt von der ungewöhnlichen Form
der Spannungsamplituden beim Nabendynamo. Das bedeutet das man eine Batterie laden kann obwohl der Spannungsmesser
auf der Wechselstromseite eigentlich eine (Durchschnitts)Spannung unterhalb der Ladespannung anzeigt.
Ich konnte mit meinen Dynamo ab ca. 60 U/min einen 12 V Akku laden. Volle Leistung stand aber erst bei höheren
Drehzahlen an.

Grüsse

Bernd
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Tank » So 10. Jul 2011, 10:03

Hallo Bernd,
danke für die wertvollen Infos.

Ich gehe ja gern zu Conrad. Jetzt habe ich mal gesucht unter der Eingabe "gleichrichter 12V" und habe das gefunden:
http://www.conrad.de/ce/de/product/1603 ... Detail=005
Da kommen mir aber die Werte bissl hoch vor. Wie gesagt, ich bin nicht so der Elektro-Spezi. Ich kann löten, weiss, was plus/minus ist und wie man das Messgerät auf Wechsel- bzw. Gleichstrom zum Messen einstellt. Das war´s.
Schottky-Dioden sind um einiges billiger als so ein fertiger Gleichrichter. Wie die Unterschiede der Leistung sind.....k.A.
Ich meine, wenn ich eine kleine Lochplatine und ein paar Dioden drauflöten müsste, das bekomme ich schon hin. Aber mit einem fertigen Gleichrichter geht´s doch schneller, oder?

Ich bin gespannt, wenn bei uns mal richtig ständig der Wind bläst. Normalerweise ist es nicht so ruhig in unserer Gegend in BaWü wie jetzt.
Mit 12V Akku meintest du eine normale Autobatterie oder einen anderen 12V Akku?

Gruß und einen schönen Sonntag noch an alle
Frank

p.s.:
Ach ja......gestern Abend habe ich noch etwas montiert am Savonius.
Ich habe festgestellt, dass der Rotor, wenn der Wind (wie fast immer) von der einen Seite weht und der Rotor mit der schmalen Seite, also nicht frontal, im Wind steht, etwas Anlaufschwierigkeiten hat. Durch die Schalen wird zwar immer etwas Wind hineingedrückt, tendenziell mehr als vorbeiweht, was dazu führen sollte, dass sich der Rotor dann in richtiger Richtung "in den Wind" dreht und läuft. Wie gesagt, manchmal etwas behäbig.

Ich habe nun aus ganz leichtem Material (3mm Forex......das sind Schaumplatten) 2 Windleitflächen geschnitten (ca. 30 x 15 cm) und diese an die Enden der Schalen sozusagen als Verlängerung der Schalen und als Anlaufhilfe angebracht. Wenn der Rotor wieder mit der schmalen Seite genau 90° im Wind steht, werden nun die frontal im Wind stehenden Leitflächen angeblasen und schwupps, dreht sich der Savonius mit den Schalen in den Wind.
Nur der Wind bläst momentan mal wieder gar nicht. Man könnte meinen, wir leben im Vakuum :shock: Ich werde das evtl. mit einem Ventilator testen. Ich denke aber schon, daß das hilft.
Ich werde noch Fotos machen.
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Bernd » So 10. Jul 2011, 10:37

Hallo Frank,
du kannst fertige Gleichrichter verwenden oder selber einen bauen.
Für den Nabendynamo müssen die Werte des Gleichrichters, auch Brückengleichter genannt, nicht so hoch sein.
Es gibt immer zwei Angaben, eine beschreibt die maximal zulässige Spannung, die andere den maximal zulässigen
Strom. Der Dynamo kann bauartbedingt nicht mehr als 500mA, also 0,5A, liefern.
Ein passender fertiger Gleichrichter sollte sehr günstig sein.

Den Brückengleichrichter aus Schottkydioden selbst zu bauen hat einen Vorteil, es gibt keine fertigen Gleichrichter
aus Schottkydioden. Der grösste Vorteil jedoch ist der das die Schottkydioden weniger Verluste aufweisen, das
heisst es geht an ihnen weniger Spannung verloren. Wenn du löten kannst ist es gar kein Problem so einen
Gleichrichter aus 4 Dioden zusammen zu löten.

Ja ich meinte einen herkömmlichen 12 Volt Bleiakku, am besten nicht zu gross, sonst wird er nie voll.

Mach doch mal ein paar Bilder von deiner Anlaufhilfe und zeige sie uns, wir würden uns freuen.

Grüsse

Bernd
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Re: Savonius Rotor

Beitragvon Tank » So 10. Jul 2011, 17:58

Hier ein Foto, das ich eben gemacht habe. Es hat wie verrückt geregnet, aber null Wind :roll:
Trotzdem ist der Rotor vom Gefühl her beim geringsten Windstoß schneller angelaufen als gestern noch ohne Leitflächen. Will das aber nicht verschreien, denn konstante Tests konnte ich noch nicht machen.
Es kann natürlich sein, dass der Rotor im ersten Moment in die falsche Richtung anläuft, da die Flächen ja genau 90° zu den Schaleneingängen stehen. Vielleicht wäre es noch optimaler, wenn ich die Flächen vorne an den Rundungen anbringe.
Naja, sind nur so Ideen. Ich werde das erstmal so beobachten.
Danke für die Erklärung der Dioden.

edit: nee, nicht 90° zu den Schaleneingängen, sondern ENTLANG der Schaleneingänge. Der Wind käme dann von 90°.
Dateianhänge
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