Die Entscheidungsfrage

[seb]

Also:

Meine Entscheidung fällt zugunsten des H-Rotors aus.
Nun stehen die Fragen zur Dimensionierung an.
Ich habe mir das wie folgt überlegt:

Das Windrad soll recht groß ausfallen, damit auch bei weniger Wind eine gute Ausbeute erzielt wird.
Sollte der Wind zu heftig werden bzw. die Akkus voll sein (Inselsystem) muss die Bremse, am besten aerodynamisch, ansprechen.
In etwa soll der H-Rotor eine Höhe von 3m und einen Durchmesser ebenfalls von 3m bekommen. Mittels dieser Webseite:

http://users.xplornet.com/~rmanzer/wind ... &txt_mps2=

komme ich dann bei durchschnittlichem Wind von 4m/s auf einen Jahresertrag von 1770 kWh. Hier sind noch keine Böen bedacht.
4m/s von dieser durch Bernd einmal vorgestellten Webseite:

http://www.geo.de/reisen/community/klimadaten

So, das Ding soll nun auch nach Abschluss meiner Simulationen Flügel mit dem Delfter Profil mit "Wal"-Design bekommen.
3m lang und 30cm tief.

Und jetzt brauche ich Eure Erfahrungen:

Wie sollte ich die Tragarme dieses H-Rotors dimensionieren? Ich denke da an Alu-Kastenprofile etwa 10 cm breit und 2cm hoch.
Die Vorder- und Rückseiten mit halben Rohrfprofilen aerodynamisch aufgebessert:

Profil.JPG (23.76 KiB) 9333-mal betrachtet

Oder würde bei dieser Rotorgröße auch ein kleineres Profil reichen, oder auch ein Rohrprofil.
Ich bin mir unsicher, hängt doch einiges an Last dran.

Bitte teilt mir eure Gedanken dazu mit!

Viele Grüße

Sebastian

[seb]

Hier noch ein Bild zum Profil in 60x30mm mit halben Rohrprofilen:

Profil 60x30.JPG (15.15 KiB) 9332-mal betrachtet

Sebastian

[seb]

Sorry, habe eine Skizze vergessen, wie das Ding mal eventuell aussehen soll:

Vorab VAWT.JPG (16.39 KiB) 9310-mal betrachtet

Wie gesagt, die Dimensionen sind mir noch recht fraglich.
Fa. Ropatec verbaut sehr breite und dicke Flügel-Tragarme, Fa. Envergate schon wieder recht dünne.

Viele Grüße

Sebastian

[Wind_Stefan]

Hallo Sebastian,

deine Frage zur Dimensionierung der Tragarme kann ich dir leider nicht beantworten. Kann dir aber einen kleinen zwischenbericht meines H-Rotor Projektes geben damit du die Tragarmdimensionen vergleichen kannst.
Der Durchmesser meines fertigen Rotors wird 1,2m betragen und die Höhe der Flügel 1,6m bei einer Blatttiefe von ca. 25cm. Meine Flügel sind mit einem heißen Draht geschnitten.
Das Material ist Styrodur mit einem Aluvierkantprofil in der Mitter zur Tragarmbefestigung. Aussen bin ich gerade dabei die Beschichtung mit GFK zu machen. ( Was für ein gepappe ).
Warum ich dir das alles erzähle, ein Flügel wird vorraussichtlich mit Winglets 2-2,2kg wiegen. Meine Flügelbefestigung werde ich ebenfalls mit Profilrohr bewerkstelligen. Ich arbeite da aus
einem Bauchgefühl heraus und werde mein Profilrohr auf 20mm x 20mm dimensionieren. Werde aber Stahl oder V2A als Material einsetzen. Aerodynamisch aufbessern werde ich meine Tragarme nicht da ich, bedingt durch die große Flügeltiefe, mit einer sehr kleinen tsr rechne. Meine Flügel werde ich auch so wie du jeweils zweimal direckt mit dem Generator verbinden.
Gibt dann eine art Dreieck. Drei meter Durchmesser ist natürlich eine Hausnummer. Bin weiter auf dein Projekt gespannt.

Gruß
Stefan

[Bernd]

Ohne da wirklich Erfahrungen zu haben scheint mit bei der Tragarmdimesnionierung rein aerodynamisch wichtig
zu sein das deren Luftwiderstand eher klein im Verhältnis zum Luftwiderstand der Flügel ausfällt.
Ferner denke ich je höher das TSR ist desto wichtiger ist ein geringer Luftwiderstand der Tragarme.
Ebenso ist die Tragarmformgebung aussen in der Nähe des Flügels entscheidender als nahe dem Rotorzentrum.
Der letzte Aspket führt dazu das einige Hersteller ihre Tragarme nur aussen aerodynamisch ausgeformt haben
und sie weiter innen unverkleidet ließen.

Ein Rohr scheint mir eigentlich nicht sonderlich gut geeignet zu sein, es sei denn man verwendet spindeldünne Rohre
wie es einige Hersteller machen, denn Rohre sind aerodynamisch ja nicht sonderlich ideal.
Am besten wäre sicher eine gestrecke tropfenähnliche Bauform, aber schwer zu realisieren.
Die Idee mit dem modifizierten Kastenprofil finde ich gar nicht schlecht. 60 x 30 empfinde ich angesichts der
Dimensionen aber recht klein.

Grüsse

Bernd

[seb]

Danke für eure Antworten.

Vielleicht kann man aber trotzden Rohrmaterial für die Tragarme nehmen.
Dieses wird dann wie folgt verkleidet:

Ein großes KG-Abflussrohr wird in Streifen gesägt, man bekommt also eine Art Hohlkehle heraus.
Diese werden um das Alu-Rohr gelegt und befestigt, eins von unten, eins von oben. Und schon hat man eine im Querschnitt
linsenförmige Verkleidung.

Ich mach heute Abend dazu eine Skizze.

Viele Grüße

Sebastian

[Constant]

Hallo Seb
Die Auslegung der Tragarme ist in erster Linie eine Frage des Drehmomentes. Dreht dein Rotor langsamer Z.B Ropatec oder C-Rotor, benötigst du bei gleicher Leistung stabilere Tragarme. Du kannst aber auch die Tragarme VOR der Herstellung testen. Einseitig z.B in den Schraubstock einspannen und am Ende ein Gewicht drauf, was mindestens dem dreifachen, besser dem fünf bis sechs-fachem Drehmoment entspricht. Dann bist du sicher.
Gruss
Constant

[seb]

Okay, guter Tip. Aber wie groß ist das Drehmoment....?

Ich habe mal die versprochene Skizze angefertigt: 60mm Alu-Rohr mit 2 Abschnitten 150er Abflussrohr KG (im Original natürlich orange )

Strebe.JPG (25 KiB) 9252-mal betrachtet

Die beiden Längsnähte zwischen den beiden Rohrhälften könnte man schweisen, habe ich schon gemacht, geht super!
Am zentralen Rohr kann dann dieser "Überzieher" mittels Senkkopfschrauben oder Pop-Nieten (Blindnieten) befestigt werden.

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Das mittlere Drehmoment das an der Rotorachse im Betrieb wirkt lässt sich recht einfach berechnen.
Man benötigt zur Berechnung die Wellenleistung und die Rotordrehzahl und kann daraus das Drehmoment errechnen.
Selbiges teilt man dann durch die Anzahl der Flügel und die Anzahl der Tragarme pro Flügel und erhält damit das
Drehmoment das ein Tragarm erbringen muss.
Über die Länge des Tragarms lässt sich dann auch noch die Kraft ermitteln mit der der Flügel am Tragarm drückt.

Deine Abbildung sieht gut aus.
KG Rohr ist allerdings ziemlich schwer. Wie hattest du das eigentlich verschweisst ?
Wie sieht es denn mit dem CW Wert so einer Linse aus ?
Evtl. könnte man auch das Rohr nur einseitig länger auslaufen lassen durch so etwas wie deine Idee.
Dann wäre der Tragarm vorne halbrund und hinten lang auslaufend, also insgesamt wie ein länglicher Tropfen.
Wenn die Linse auch ok ist das wäre die aber wohl einfacher zu fertigen.

Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo Bernd,

Das Verschweissen ist eighentlich auch recht einfach, man braucht nur ein bisschen Übung:

Es gibt von einer namenhaften Firma auf dem Baumarkt Schweissdüsen für Heißluftgebläse.
Diese haben eine zweite Öffnung in die ein Kunststoffschweissdraht eingeführt wird.
Es gibt verschiedene Schweißstäbe, für die unterschiedlichen Kunststoffsorten.

Man schaltet den Fön ein, setzt die Düse auf den Anfang der zu schweissenden Naht, führt den Draht ein und
wenn dieser "klebrig" und weich wird zieht man die Düse nur noch über das Material. Fertig.

http://www2.steinel.de/de/Heissluftgera ... ifications

Das mit dem Drehmoment muss ich mir mal noch zu Gemüte führen. Da habe ich Nachholebedarf.
Oder man setzt an das Rohr einsetig in einer Art 3-Eck nur 2 Kunststoffstreifen an, dann hat man auch eine Art Tropfen.

Oder man walzt das Rohr zwischen 2 Rollen ellipsenförmig, sollte auch gehen.

Viele Grüße

Sebastian