H-Rotor Forschungsbedarf

[lorenzen@aqua-europe]

Hallo Zusammen,
auch ich beschäftige mich recht viel mit Windenergie, habe aber bei einigen Aspekten Wissenslücken und hoffe, hier ein paar Antworten bezüglich der Vertikalachser zu finden, aber insbesondere die Frage nach Forschungsbedarf:

1. Aus der Theorie für die Horizontalachser gibt es eine Formel für die Flügeltiefe, abhängig vom Radius. Ich habe nachgerechnet, die Formel gilt auch für Vertikalachser. Man muss nur r/R durch R/R also 1 ersetzen. Könnt ihr das bestätigen?
2. Nimmt man diese Formel und schaut so die verschiedenen angebotenen Anlagen an, so lässt sich meistens abschätzen, dass die Anlagen für eine Schnelllaufzahl von typisch 2,5 ausgelegt sind. Wie die dann aber mit den verhältnismäßig breiten (tiefen) Flügeln (Rotorblättern) noch bei 15 m/s Wind oder gar 25 m/s überstehen, hab ich so meine Zweifel, z.B. Envergate. Ich denke, die haben die tiefen Flügel deshalb gewählt, um bei niedrigen Windgeschwindigkeiten anzulaufen. Aber dann bei Starkwind? Wie ist eurer Eindruck?
3. Ich habe bisher nur eine Aussage zum Bremsen eines Vertikalachsers bei hohen Windgeschwindigkeiten gefunden. Dort hieß es, der würde von alleine Bremsen. Also stallgeregelt? Ist das wirklich so, oder beschleunigt der Rotor zu hohen Drehgeschwindigkeiten? Und wie sieht es dann mit dem Schub auf die Anlage aus, siehe auch Nr. 2 oben. Wie machen die das denn sonst? Welche zwei unabhängigen Bremsmechanismen werden genutzt?
4. Ganz früher gab es mal Vertikalachser mit Segeln. Neuere Arbeiten hierzu sind nicht zu finden, ich jedenfalls nicht. In den 70er/80er gabs einige Bemühungen, um als Pumpe in Entwicklungsländern "billige" bzw. "einfache" Systeme zu haben. Scheint alles eingeschlafen zu sein. Gibt es plausible Gründe warum Segel als Rotorblätter ungeeignet sind? Kennt jemand neuere Arbeiten, also sagen wir ab 2000.
5. Ich finde keine Beschreibung eines Vertikalachsers mit hoher Schnelllaufzahl. Gibt es dafür Gründe? Vibrationen? Hat jemand entsprechende Informationen hierzu?
6. Ich weiß nicht wie es euch geht, mir zeigen meine Fragen, dass es zum Vertikalachser keine gute konsistente Gesamtdarstellung gibt, wie es anscheinend auch einen entsprechenden Forschungsbedarf gibt. Wie seht ihr das? Welche Konkreten Fragestellungen sollten Forschungsarbeiten beinhalten? Habt ihr Vorschläge?

Freue mich auf konstruktive Beiträge
Moin Moin ut Hamburch
Arne Lorenzen

[Bernd]

Hallo Arne

Aus der Theorie für die Horizontalachser gibt es eine Formel für die Flügeltiefe, abhängig vom Radius. Ich habe nachgerechnet, die Formel gilt auch für Vertikalachser.
Man muss nur r/R durch R/R also 1 ersetzen. Könnt ihr das bestätigen?

Na welche Antwort erwartest du selber ?
Im Kleinwindforum gibt es mind. einen "Grundlagenbeauftragten" der Dir sicher zustimmen würde. Überhaupt macht der es sich oft sehr "theoretisch einfach".
Bei ihm muss das TSR eines Vertikalläufers auch mind. bei 4 liegen und so weiter und so weiter.....

Tatsächlich kann Dir nach meiner Meinung aber niemand wirklich genau auf diese Frage antworten.
Ich persönlich würde Sie mit mit "Nein" beantworten weil ich der Meinung bin das sehr vieles in Bezug auf den Vertikalrotor noch ziemlich unerforscht ist.
Das man alle Erkenntnisse die man am HAWT gewonnen hat einfach auf ein VAWT übertragen kann, das halte ich für ausgeschlossen.
Die nötigen Unterschiede sind sicher nicht sehr groß, aber vorhanden und für den Betrieb des VAWT entscheidnend.
Leider beachtet das kaum einer und wirklich ermittelt sind sie auch noch nicht, deswegen wird immer so konstruiert als wenn es sie nicht gäbe.
Konstruiert wird bislang so als wenn es beim VAWT nicht großartig zu beachten gäbe und deswegen gibt es auch so viele schlechte VAWTs.

Das die Flügeltiefe bei einem Auftriebsläufer VAWT bei Starkwind/Sturm zwangsläufig ein Problem darstellen sollte glaube ich nicht unbedingt.
Selbst im Stand muss sie das nicht sein denn mit dem Volumen des Profils steigt auch dessen Stabilität ganz erheblich an.
Ich hätte da eher meine Bedenken bei den dünnen schmalen "linealartigen" Miniprofilen die einige Theoretiker immer noch als das Optimum hinstellen.

Das sich VAWT Flügelprofile ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit von selber bremsen halte ich für einen gern genannten Mythos.

Es gibt kein VAWT mit hoher Schnellaufzahl..... doch es gibt sicher einige wenige, die aber meiner Meinung nach nicht wirklich praxistauglich sind.
Der Grund ist der das die dann wieder nach den Erkenntnissen für HAWTs konstruiert wurden und mimosenhafte Eigenschaften aufweisen wie
schlechter Anlauf, schlechtes Böenfolgeverhalten etc. Die funktionieren aber ganz gut im Windkanal.

Ja Forschungsbedarf sehe ich auch auf jeden Fall, vor allen auch Forschung in der Realtität und nicht nur in der Theorie, in Simulationen und dem Windkanal.
Die Bereitschaft ausgetretene Wege zu verlassen und neue Erkenntnisse gewinnen zu wollen sowie mit bisherigen Wissen kritisch umgehen zu können und
althergebrachtes mal ne Weile vergessen zu können, das beschreibt wohl ganz gut die Eigenschaften der "Forscher" die es im Bereich VAWT benötigen würde.
Gut im Thema stehende HAWT Experten kann man dafür nicht gebrauchen. Die sind längst betriebsblind geworden und für neue Erkenntnisse die ihr
bisheriges Wissen in Frage stellen (oder auch nur ergänzen) könnten.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Hallo ihr zwei,

endlich wieder mal ein Thema wo nichts mit Generatoren zu tun hat.

Zu 5: zum
Hierzu noch ein kleines Beispiel.: Bei 12m/s
Rotor mit SLZ von 2,5 und 3kg Flügelgewicht: rpm 380 = Fliehkraft ist hier bei 360kg
Rotor mit SLZ von 8 und 1kg Flügelgewicht: rpm 1200 = Fliehkraft ist hier bei 1210kg
also würden bei diesem Beispiel auf einen viel filigraneren Flügel ca. die dreifache Belastung zukommen, ich denke dass ist einer der hauptgründe warum es so wenige gibt ultra schnelle VAWTs gibt.

Zu 3: Dass ein VAWT sich bei Sturm selbst durch strömungsabriss bremsen würde halte ich nach dem was ich bis jetzt gelesen habe nicht für möglich, auch in den Test hier im Forum war es immer so dass bei doppelter Windgeschwindigkeit immer die Doppelte Umdrehungszahl am ende stand.

Zu 4: Segel und bespannung von Flügel finde ich auch sehr interessant. Aber ich tendiere hier dazu Auftriebsprofile mit einem Segel oder noch besser einem Oratex zu bespannen, dann hätte mann einen ultra leichten Flügel.

Zu 5: mit hoher SLZ hat man leider auch einen sehr filigranen Flügel welcher trotz des geringeren Gewichts eine höhere Fliehkraft aushalten muß.

Hierzu noch ein kleines Beispiel.: Bei 12m/s
Rotor mit SLZ von 2,5 und 3kg Flügelgewicht: rpm 380 = Fliehkraft ist hier bei 360kg
Rotor mit SLZ von 8 und 1kg Flügelgewicht: rpm 1200 = Fliehkraft ist hier bei 1210kg
also würden bei diesem Beispiel auf einen viel filigraneren Flügel ca. die dreifache Belastung zukommen, ich denke dass ist einer der hauptgründe warum es so wenige gibt ultra schnelle VAWTs gibt.

Zu 6: Ja leider sind die Vertikalen noch nicht wirklich erforscht, da in den 80er Jahre bei den ersten Tests bei den HAWT bessere ergebnisse raus gekommen sind und dann das ganze Geld und die "normalen" gesteckt wurde. Zur Fragestellung es ist leider so wie Bernd auch schon angesprochen hat, man müsste das ganze Feld von grundauf neu angehen ohne etwas von den HAWTs abzukupfern das es einfach etwas anderes ist. Aber ich glaube mal da hat die Windrad Lobby was dagegen und wird der Regierung schon sagen wo die Fördergelder hin kommen

Gruß
Michael

[picowindmiller]

Hallo Arne,
mit der Motivation ist das nun mal so eine Sache . Wenn du aufmerksam die zahlreichen Artikel in diesem Forum liest, findest du mit Sicherheit eine Unmenge von wichtigen und hilfreichen Informationen zum Thema Vertikalläufer. Da ist beileibe nicht jeder Artikel hochwissenschaftlich verfasst, sondern da sind die Erfahrungswerte vieler VAWT-Enthusiasten dargestellt. Lies dir das alles mal in Ruhe durch. Das ist spannender als mancher Krimi. Erwarte aber nicht, dass das Ei des Kolumbus im Bereich der vertikalen Windräder schon gefunden wurde. Es gibt tatsächlich Forschungsbedarf. Einen großen Beitrag beim Vermessen von verschiedenen Rotoren hat Bernd mit seinem Teststand geleistet. Ebenso beachtenswert ist eine hier im Forum eingestellte Bachelorarbeit unter viewtopic.php?f=2&t=1933&p=27206#p27206.
Es gibt viele Versuche vertikale Windräder zu optimieren. Leider fehlt die geldgebende Lobby. Es ist schon so wie Bernd es sagt. Es gilt ausgetretene Pfade zu verlassen.
Die Frage ist nur:"Wer macht's" und wer hat die Zeit, das Geld und die technischen Voraussetungen dazu?
Ob es Sinn macht oder nicht oder nicht seine Zeit mit diesem Hobby zu verbringen muss Jeder für sich selbst entscheiden. Dabei sollte niemand für sich in Anspruch nehmen, alles schon zu wissen.
Also mach mit in diesem interessanten Spiel und versuche deine Ideen und Vorschläge in dieses Forum einzubringen.
Viele Grüße
N.B.

[Famzim]

Hallo Ihr Forscher

Wie wäre es wenn mal Altbewärtes mit in Betracht gezogen wirt.
Ich denke da an flexibele Flächen, die dem Wind ausgesetzt werden.

Dazu habe ich mir schon seit geraumer Zeit Gedanken gemacht.
Angeregt durcht Zeichnungen und Besichtigungen alter Holländer-Windmühlen, mit ihren Holzfügel-Konstruktionen.
Diese sehen im Aussenbereich recht "unwirksam " aus, durch die Verwindung an den Flügelenden.
Siehe auch das Bild von Manfred :
download/file.php?id=6073
Dort ist zu sehen das das Ende eigendlich falsch herum angestellt ist, um die Flügel zu drehen.
So denke ich mir, das erst bei ausreichendem Winddruck auf die Fläche, der tragende Holzholm so weit verdreht wird, um auch dort Vortrieb zu bringen.
Weiterer Vorteil wäre keine grössere Drehzahl zunahme, sondern nur grösseres Drehmoment bei stärkerem Wind, und noch mehr Verdrehung des Flügels.
Kornmühlen werden mit relativ gleicher Drehzahl betrieben, um zu große Erwärmung des Mahlgutes zu vermeiden.
So können dann bei stärkerem Wind mehrere "Maschinen " betrieben werden, bei gleicher Drehzahl.
Mit dem aufkommen von Stahlkonstruktionen für die Flügel geht das gröstenteils verloren.
Bei nachfragen bezüglich dieser Technik, konnten meine Fragen garnicht verstanden werden da über "so etwas" keiner etwas wuste .

Na ja, ich denke das auch bei H Rotoren mit einer flexibeleren Aufhängung der Flügel das Drehmoment, vor allem das Anlaufmoment verstärkt werden kann.
Dazu müssen die einzelnen Flächen dann im vorderen Bereich, etwa 1/4 bis 1/5 von Vorn drehbar gelager werden.
So können sie dann wenn sie Quer vor oder hinter dem Windstehen, einen "Anstellwinkel" annehmen der dann direkt Vortrieb erzeugt.
Damit sie nicht hin und her schlagen soll das ein Drehmomentstab immer in Neutralstellung halten , und je nach Winddruck dann nachgeben und den Anstellwinkel, der sonst 90° zur Rotorachse hat veränderbar halten.
Um diese Drehbare Befestigung muß der Flügel dann noch ausgewogen sein, und gleichzeitig dort der Schwerpunkt liegen!
Das kann notfals mit vorgelagerten Gewichten gemacht werden wie bei großen, alten Flugzeugen, an Quer und Höhenrudern, auch.

Gruß Aloys.

[picowindmiller]

Hallo Aloys,
Du sprichst mir aus dem Herzen. Momentan habe ich größere Bestände an 3mm Gfk-Stäben. Ich habe schon überlegt, wie man ein Flügelgerippe zum Bespannen herstellen kann. Mann kann die Stäbe biegen und fixieren. Also wenn du mal solche Stäbchen brauchen solltest, schicke mir eine private Mail.
Im Moment bin ich gerade dabei einen superleichten C-Rotor aus dünnsten (0,2mm) aber sehr harten Alublech zu bauen. Ironischerweise kann ich dazu nur sagen, dass der Mensch und die Kosten mit den Aufgaben wachsen. ich werde nie wieder Flügelteile aus Alublech mit Wasserstrahlschneiden herstellen lassen. Zu teuer und die Oberflächen des Aluminiums total versaut. Angeblich der sog. Alurost, was immer das sein mag.
Als Alternative habe ich mir eine 12 V Stichsäge von Proxxon gekauft. damit lässt sich Alu hervorragend scneiden. Die mit dem Wasserstrahl geschnittenen Profile nehme ich als Schablone zum Anzeichnen,
Das Problem was sich dem "Hobbyforscher" meist in den Weg stellt ist die Beschaffung geeigneten Materials. Ich habe verzweifelt nach 2 mm Alu Rohrnieten gesucht.
Auch hier horrende Preise für kleine Stückzahlen. Mittlerweile gibt aber einen super Metallkleber bei Pollin zu einem super Preis. Da gehts auch ohne Nieten
Ich habe schon überlegt, das hier im Forum beschriebene Verfahren mit Papiermachee zu testen. Vielleicht gibt es noch andere Möglichkeiten. Mit dem Gematsche ist es auch nicht das Gelbe vom Ei.
Mittlerweile habe ich Leute kennengelernt, die das "Schaubergerprinzip" umsetzen wollen und Vorflügel konstruieren, die nach diesem Prinzip arbeiten. Wie bei jeder Neuerung zählt jedoch zum Schluß ein nachvollziehbares Ergebnis.
Achso, den Generator, den brauchen wir natürlich auch.

viele Grüße
N.B.

[lorenzen@aqua-europe]

Hallo Zusammen,
habe etwas gekränkelt und komme erst jetzt dazu auf eure Beiträge zu antworten.

Erstmal Danke für eure Beiträge. Dieses Forum zeichnet sich auch durch das Engagement der Mitglieder aus und das motiviert, also Danke.

Zur Flügeltiefe: Ich interpretiere die Antworten so, dass „ihr“ eher skeptisch seid, ob die Formel für die HAWT anwendbar ist. Dies wäre somit ein Aspekt, der in der Forschung zu hinterfragen wäre.

Zur Windenergieforschung: Die Bundesregierung hat alle möglichen Förder-Programme der Ministerien zum 6. Energieforschungsprogramm zusammen gefasst, siehe http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/B ... b=true.pdf Danach stehen rund 650 Millionen Euro allein für 2013 zur Verfügung. Ich weis allerdings nicht, ob darin z.B. die Grundförderungen für bekannte Institutionen, also z.B. Potsdam Inst. f. Klimafolgenforschung etc. enthalten sind. Wie auch immer, irgendwo habe ich auch einen link gefunden, und jetzt finde ich ihn nicht mehr, aus dem hervor ging, dass nur für die Windenergieforschung jährlich rund 200 Mio Euro bereit gestellt werden, das meiste vom Umweltministerium. Schaut man jetzt in die Förderkriterien hinein, dann findet man unter §3 diverse Kriterien die explizit oder indirekt auch Forschung für Kleinwindanlagen zum Inhalt haben. Richtig wird sein, dass der Löwenanteil von den „Großen“ der Branche abgegriffen wird. Ich gehe dennoch davon aus, dass auch für die KWKA mehrere Millionen vergeben werden. Schon weil die Bundesregierung die Außenhandelsoffensive „Erneuerbare Energien“ energisch betreibt und viele potenzielle Investoren in ärmeren Ländern keine 10 Mio einfach mal so haben und auch nicht 6 MWatt sondern vielleicht nur 100 Mal 10 KWatt brauchen. Also, ich sehe dass etwas entspannter und glaube dass da schon auch etwas für die „Kleinen“ bei rumkommt.

Picowindmüller schreibt zur Forschung: Die Frage ist nur:“Wer macht‘s“ und wer hat die Zeit, das Geld und die technischen Voraussetzungen dazu? Ich will hier absolut nichts versprechen, aber ich spiele mit dem Gedanken zusammen mit einem Uni-Lehrstuhl ein Forschungsprojekt aufzusetzen. Gibt aber zu viele Fragezeichen und zero Garantie auch zum Zuge zu kommen. Dazu also frühestens dann mehr, wenn sich eine halbwegs realistische Chance ergeben sollte??????? Aber eines ist klar: nach den oben zitierten Förderkriterien gibts Geld nur z.B. für „kostengünstige und verlässliche“ Windkraftanlagen. Welches Konzept man also auch aufstellt, das Ergebnis muss ein Windrad mit Cp>0,4 und garantierter Lebensdauer von 20 Jahren sein. Kostengünstig heißt möglichst deutlich unter 3000 Euro pro installierter kW Leistung, inklusive Unternehmergewinn (Rotor, Generator, Bremse, Steuerung, Frequenzumrichter und Turm). Muss ich nicht weiter kommentieren, die Trauben hängen hoch. Für mich aber auch klar, eine Anlage mit kleinem TSR kann das nie erfüllen, die wird nach derzeitigen Marktverhältnissen weiterhin was für Enthusiasten sein. Widerspruch?

Fliehkraft: Ja klar. Die Fliehkraft ist proportional der Rotormasse und dem Quadrat der Dreh-Geschwindigkeit, bzw. TSR. Aber, sie ist auch umgekehrt proportional zum Radius. Doppelter Radius ist halbe Fliehkraft. Folglich, dort wo die Fliehkraft zu Festigkeitsproblemen führt ist ein größerer Radius eine mögliche Maßnahme. Hier seh ich einen wichtigen Unterschied zu HAWT. Bei denen führt die Fliehkraft zu Zugspannungen entlang der Flügelachse. Speziell Carbon-Fasern bieten für diesen Lastfall enorme Festigkeiten. Wenn HAWT also größer und größer werden, dann haben die zumindest diese Möglichkeit. Bei VAWT ist das anders. Dort wirkt die gleiche Fliehkraft auf jedes Flügelsegment gleichermaßen, denn alle Segmente haben den gleichen Radius. Es sind also nicht Zugspannungen im Material entlang der Flügelachse sondern Druck-oder Querspannungen. Je nachdem wie der Rotor mit der Achse verbunden ist, haben wir es mit dem bekannten Problem des "Biegebalkens" zu tun. Nicht der Biegebalken als solches, egal wie er gelagert ist, sondern seine Implementierung in eine VAWT sehe ich als Forschungsbedarf (beim H-Rotor), zumindest für größere Anlagen. Zugegeben, noch ist dieser Aspekt bei mir ein ziemlich weißer Bereich, insbesondere habe ich zero Praxisgefühl dafür. Von besonderer Bedeutung ist nämlich, dass dieser Balken ja im Umlauf wechselnden aerodynamischen Kräften unterliegt. Diese dürften Hauptursache für Schwingungen und die Lagerlasten sein. Wenn das also nicht schwingen soll oder darf und zudem 20 Jahre lang bis zu 1 Milliarden Lastspiele aushalten muss, da hat man einige Klimmzüge zu absolvieren. Gabs hierzu schon was im Forum? Fühlt sich jemand angesprochen hierzu ein neues Thema zu eröffnen? Hat jemand Erfahrung mit z88 und/oder AURORA, siehe http://z88.uni-bayreuth.de/ Können z88 u/o AURORA bei solchen Fragen zu Lösungen führen? Ich tu mich mit solcher Software bisher ausgesprochen schwer.

Famzim schreibt: Dazu müssen die einzelnen Flächen dann im vorderen Bereich, etwa 1/4 bis 1/5 von Vorn drehbar gelagert werden. Deine Gedanken führen in eine richtige Richtung. Auch hier find ich den link leider nicht mehr. Aber circa 2006 gab es und vielleicht heute noch Forschung bei der DLR in Göttingen/Braunschweig mit so einer Art Kippnasen-Flügel. Früher, so circa 1930-1970, hatte man sogenannte Vor-Flügel zur Beeinflussung der Grenzschichten und den Turbulenzumschlag (Beim C-Rotor oder Lenz-Rotor muss ich immer an die denken). Ist wahrscheinlich aus der Mode gekommen, weil kein Bedarf für noch mehr Auftrieb besatnd und vermutlich Lärmproblemen. Mit einem solchen in die Vorderkante ohne Spalt integrierten Mechanismus, um den Anströmwinkel zu ändern, könnte man vermutlich beides erreichen, mehr Auftrieb, also kleinerer Flügel also weniger Gewicht und damit weniger Strukturproblemen sowie weniger Lärmentwicklung, weil kein Spalt mehr wie bei Vorflügel plus Hauptflügel. Das erforderliche flexible Flügeloberflächen-Material sowie der Stellmechanismuss dürften aber erhebliche Entwicklungsarbeit und Kosten verschlingen. Aber ich hab keine Ahnung davon. Also, der Gedanke gut, aber für eine Realisierung bräuchte es nach meiner Einschätzung einiger super Ideen.

Wasserstrahlschneiden: In ganz anderem Zusammenhang hat mir dazu mal ein Profi gesagt, dass für die Blechbearbeitung bis etwa 10mm Laserschneiden Standard ist, erst darüber Wasserstrahlschneiden. Stich- bzw. Pendelhubsäge ist für den Heimgebrauch aber nach meiner Erfahrung völlig ausreichend. Bei sehr dünnen Materialien, also <0,5mm würde ich eine Schere probieren, aber Achtung, Kanten biegen sich leicht und kriegt man kaum wieder glatt. Ansonsten verschiedene Sägeblätter für unterschiedliche Materialien und Drehzahlen ausprobieren und lieber etwas großzügiger zuschneiden und hinterher mit einer Feile oder Schleifer die Feinarbeiten machen.

Generator, den brauchen wir auch: Ja natürlich und ich habe mich über das Thema "eisenloser Generator" sehr gefreut, bin sicher, es hat euch Spaß gemacht. Frage, weil es kaum angesprochen wird: Eine einfache, kostengünstige elektro-(mechanische) Bremse, Kaufen ist natürlich kein Problem und da kann man sich von den Firmen ja vielleicht auch einiges Abgucken, aber kostengünstig selbst auslegen und bauen? Ist das ein Thema fürs Forum?

Bachelor-Arbeit: Ja, die verdient näher betrachtet zu werden. Ich werde sie studieren und dann vielleicht hier im Forum kommentieren.

Etwas Gnerelles, wegen ausgetretene Pfade und so: Klar, die Bundesregierung sieht auch immer die wirtschaftliche Verwertung. Aber Forschung muss sich auch klar nach dem Forschungsgegenstand richten und nicht ob am Ende die Kostenkalkulation stimmt. Mich interessiert z.B. wie die Nachlaufströmung hinter einem rotierenden Rotorblatt aussieht, wie sie sich stromab entwickelt (im rotierenden System) und wie sie, ähnlich wie beim Helikopter, die nachfolgenden Rotorblätter beeinflusst. Erste Vermutung: Bei kleinen Drehzahlen, also kleinem TSR, ziemliches Chaos (siehe die Bachelor-Arbeit) und bei höheren TSR und genügend großem Radius annehmbar bis vielleicht kaum Beeinflussung. Was aber zu verifizieren wäre. Widerspruch oder Ergänzungen?

Nochmals vielen Dank für eure Beiträge. Und vielleicht kommen ja noch einige dazu, die weitere Vorschläge für noch nicht ausgetretene Pfade benennen.
Moin Moin ut Norddütschland Arne

[Ekofun]

Hallo Bernd,

Das sich VAWT Flügelprofile ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit von selber bremsen halte ich für einen gern genannten Mythos.

Das ist richtig,aber bei H-Windräder wurde in Buch erklährt das ein Windrad eine Drehzahl erreichen kann und darüber hinaus nicht mehr schneller werden kann.Behauptung ist folgende: Der wind strömt zwischen drehende Flügen hindurch,und bei eine Drehzahl x kann Wind nicht mehr hindurch strömen weil dur Geschwindigkeit sind immer Flügel da so kann Wind nicht durch.In diesem Fall ist Windrad eine Hindernis und Wind umgeht sie.

Bei vertikalen gilt das nicht die rotieren mit nidrigen Drehzahlen.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Die Drehzahl ist von der Baiuart abhängig. Savonius oder C-Rotor rotieren langsam aber Auftriebsläufer drehen
um ein vielfaches schneller.
Bei allen Vesuchen ist es mir nie passiert das ein Darrieus der steigenden Windgeschwindigkeit nicht weiter gefolgt ist.
Das heisst das zumindest die Auftriebsläufer gegen Überdrehzahl abgesichert werden müssen.

Kostengünstig heißt möglichst deutlich unter 3000 Euro pro installierter kW Leistung, inklusive Unternehmergewinn (Rotor, Generator, Bremse, Steuerung, Frequenzumrichter und Turm)

Das ist nicht nur schwierig sondern schlicht unmöglich denn alleine der Mast kann, je nach Höhe, schon diese Summe verschlingen wenn nicht mehr.
Der Einspeisewechselrichter ist ebenfalls ein sehr teures Bauteil das derzeit in der 1KW Klasse bei mind. etwa 1000 Euro liegt, eher deutlich mehr.
In diese (tiefen) Preisregionen bei kommerziell hergestellten komplettlösungen wird man vermutlich nur hinab steigen können wenn das Windrad wirklich sehr groß ist denn
einige Fixkosten sind bei grösseren Modellen geringer zu veranschlagen.
Derzeit und auch mittelfristig, vielleicht auch für immer, halte ich 3000 Euro inkl. aller nötigen Bauteile wie Mast, Einspeiser, 1 kw Windrad, Fundament, Aufbau etc. ohne Selbstbau für unmöglich.


Grüsse

Bernd

[lorenzen@aqua-europe]

Hi Bernd,
ja, seh ich ähnlich. Bei einem "sehr" kleinen Windrad mit 1 KW oder weniger ist das mit Preisen wie in Europa nicht für unter 3000 Euro pro 1 kW Lesitung zu machen. Frage aber, was ist drin für ein 5kW Windrad. Lässt sich dies durch Skaleneffekte, also Massenproduktion, für Preise in dieser Größe machen? Was zu verifizieren wäre. Große HAWT liegen bei 1300-1500 Euro und daran misst sich derzeitg in Deutschland die Einspeisevergütung, also rund 9 Ct pro kWh, und die reicht denen, Offshore nochmal höher. Für Klein-WKA ist das nicht ausreichend, nur die Politik will es nicht wissen. Vom Markt, sprich von den Herstellern von Klein-WKA wird die Politik keinen nenneswerten Druck erhalten, hieran etwa zu ändern. Dieser Markt ist auch und gerade vom Preisgefüge viel zu heterogen, zwischen 3000 und 10000 Euro pro kW findet man alles. Mit wissenschaftlichen Methoden und von unabhängiger Seite untersucht, könnte sich das ändern. Wenn dann für Klein-WKA sagen wir z.B. bis 30 kW Leistung eine gestaffelte Einspeisevergütung bis sagen wir 20 ct gezahlt würden, diese Zahl ist von mir völlig aus der Luft gegriffen, dann kommen wir der Sache schon näher. Auch deshalb sehe ich Forschungsbedarf. Eine Klein-WKA muss mindestens Cp>0,4 bieten, aerodynamisch ist das auch drin, sonst amortisiert die sich bei den jetzigen kWh Preisen nicht innerhalb von 20 Jahren. Von daher kommt der Druck, nicht auf die Politik sondern auf die Hersteller, und die Forderung nach mehr Forschung. Picowindmiller sagt ja richtig: "Wer macht's" und wer hat die Zeit, das Geld und die technischen Voraussetungen dazu? Ich würde gerne noch mehr Ideen für potenzielle Forschungsthemen sammeln.

In diesem Sinne hoffe ich auf weitere Beiträge an dieser Stelle.

Moin Moin an Alle

Arne
PS. Übrigens: Der "Ginlong Technologies" (China) Frequenzumrichter mit 1,5 kW Leistung soll 750 US Dollar kosten, und die verdienen auch schon dran.