Darrieus Konzept

[Bernd]

Ja das ist natürlich auch richtig, anders gehts ja nicht, aber reicht die "überschüssige" Energie
im Wind aus um eine wirkliche Abbremsung, also Drehzahlsenkung, zu verhindern ?
Wenn nein dann funktioniert es so nicht.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Ich stelle mal den Text und die Grafik hier ein, die mir Constant gerade lieferte.
Ich hoffe das war auch seine Absicht, ich hab es zumindest so verstanden.



Die Sache mit dem zusätzlichen Abbremsen ist nicht so einfach, wie man im ersten Moment vermuten würde.

In der Grafik hast du drei (unterschiedliche) Leistungskurven. Die mittlere ist eine Leistungskurve der WkA
also im Kubik bzw. hoch3. Die unterste Leistungskurve ist der Generator, welcher beim Anlauf der WkA angepasst ist.
Jeder Generator gibt aber mehr oder weniger die Leistung in Quadrat ab; das bedeutet, bei doppelter Umdrehungszahl
doppelten Strom und doppelte Spannung, also eine quadratische Leistungskurve (Hoch 2). Wie du feststellst, ist es
nicht möglich den Generator stärker zu belasten. Wenn du dies versuchst, wird die Drehzahl sinken und die abgegebene
Leistung wird noch geringer. Du kannst aber auch die umgekehrte Logik verfolgen, dass dein Generator bei Nennleistung
identisch ist mit der abgegebenen Leistung der WkA (=obere Leistungskurve). Jetzt hast du ein anderes Problem.
Bei wenig bis mittlerem Wind wird die WkA zu stark abgebremst, genau genommen regelrecht abgewürgt.
Die WkA erreicht überhaupt nicht auf die theoretisch mögliche Leistung. Da ist zusätzliches Abbremsen noch kontraproduktiver.
Das Gegenteil wäre richtig. Bei wenig Wind muss du weniger abbremsen, damit deine WkA wieder schneller drehen kann
und so die notwendige Leistung erzeugt. Natürlich funktioniert so was am besten mit einer Elektronik, so wie es auch
die Hersteller von den Groß-WkA tun. Ein ähnliches Resultat mit weniger abbremsen kann man auch mit einem variablen
Getriebe erreichen. Natürlich muss man bei wenig Wind das Getriebe so einstellen, dass der Generator langsamer dreht,
auf diese Art weniger Leistung erzeugt und die WkA nicht in die Knie zwingt.

[Bernd]

Ja das ist glaube ich eine gute Idee. Windrad und Generator werden so dimensioniert und ausgelegt,
das er bei der angestrebten höchsten Windgeschwindigkeit der Wind maximal ausgenutzt wird.
Das führt, wie Constant schon schrieb, dazu das das Windrad ohne weitere Eingriffe bei weniger
Wind durch den Generator "abgewürgt" wird. Der Generator würde dem Windradrotor zuviel
Energie entziehen, das System wäre bei geringeren Windgeschwindigkeiten völlig fehlangepasst.
Hier muss dann eine Steuerung greifen die nur soviel mechanische Energie aus dem Windradrotor
entnimmt, das dieser immer auf dem Gipfelpunkt seiner Leistungskurve arbeiten kann.

Grüsse

Bernd

[homatec]

Hallo,

dann liegen die Studenten mit dem gesteuterten stufenlosen Getriebe ja doch gar nicht falsch. Über das Getriebe lässt sich die Generatordrehzahl an den Leistungsverlauf mechanisch anpassen.
Wesentlich eleganter ist aber ein Lageregler der als Variable Last betrieben wird und immer knapp unter der Turbinenleistung arbeitet.

Grüße

Rainer

[Bernd]

nochmal zu dem stufenlos, steht das irgendwo auf der Seite ?
Ich würde mich nämlich sehr für so eine stufenlose Nabenschaltung interessieren.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Denke mal, es ist genau dieses Ding, das da verbaut ist.

[Constant]

Hallo
Ich denke, dass die einfachste Lösung für unsere Aufgabe nicht das stufenlose Getriebe, sondern eine elektronische Regelung ist, welche garantiert, dass die WkA (bei geringem Wind) nicht in die Knie gezwungen wird.
Hierzu sind die Elektroniker hier im Forum aufgerufen. Ich kann zwar erklären, wie ich mir vorstelle, dass so eine Regelung funktionieren könnte, und ich denke auch funktionieren würde, nur entwickeln und bauen, kann ich so was nicht mit meinen sehr schwachen Kenntnissen in Elektronik.
Nach meiner Vorstellung, sollte es (fast) so funktionieren wie bei Solarwechselrichter. Die Leistung wird laufend hochgeschraubt bis zu dem Punkt, wo die höchste Leistung erreicht wird. Wird diese Punkt jetzt überschritten, muss sofort um eine große Stufe runtergefahren werden. Auf keinen Fall so langsam wie bei den Solarwechselrichtern, sonst wird die WkA zu stark abgebremst (abgewürgt). Hierzu genügen schon vier bis maximal sechs Stufen. Beim Hochschrauben kann es langsamer und kontinuierlich geben. Es ist nicht sehr schlimm, wenn die WkA manchmal etwas zu schnell dreht. Das machen die Groß-WkA auch. So wird das geringfügige Hoch- genauer das Überdrehen in Form von kinetischer Energie gespeichert, welche beim anschließenden Abbremsen, überwiegend wieder in Strom umgewandelt wird.
Ganz interessant wäre natürlich so eine Regelung, welche auf alle möglichen WkA’s umprogrammierbar wäre. Ich verlasse mich mal auf die Vorschläge und die Initiative der Kollegen. Wer weiß, es kommt vielleicht eine viel bessere Regelung dabei raus als mein Vorschlag.
Gruß
Constant

[Menelaos]

Es gibt übrigens auch Schaltungen die komplett automatisch arbeiten, so ein Fahrrad wurde mal irgendwo im Fernsehen verlost. Es werden Drehmoment und Drehzahl gemessen und immer das für den Fahrer optimale Übersetzungsverhältnis eingestellt. Dieses liegt wohl zwischen 50 und 70 UPM am Pedal. Zwar handelt es sich hierbei nicht um ein stufenloses Getriebe aber immerhin klappt das alles voll automatisch und bedarf keiner weiteren Regelung. Für einen ohnehin langsam drehenden größeren C- Rotor mit viel Drehmoment vielleicht ganz gut. Da er (zumindest nehme ich das noch immer an) nach dem WIederstandsprinzip arbeitet und sich damit bei sinkender Drehzahl das Drehmoment stark erhöht, könnte das eine gute Kombination sein. Ich habe auch mal bei ebay eine solche Schaltung gesehen- ging wenn ich mich recht erinnere für knapp 120 Euro weg...

Gruß
Max

[windstav]

Hallo Menelaos,

du schreibst:

Da er (zumindest nehme ich das noch immer an) nach dem WIederstandsprinzip arbeitet...

Du hast es auch an anderer Stelle geschrieben, aber es ist mir nicht ganz verständlich.
Ich versuche mal meine Gedanken auszudrücken.
Alles was folgt sind Gedanken und Beobachtungen. Wenn was nicht stimmt , bitte belehren , nicht Schlagen.

Nach einigen Versuchen mit H-Rotoren konnte ich bemerken , dass diese nicht leicht anlaufen, es sei den sie sind vorne ganz breit. Am besten ist es , wenn das Flügel-Verhältnis Länge zu Breite ein Drittel ist. Also so etwa Tropfenform. dann kommen sie aber nicht auf hohe Drehzahlen.
Wenn man nun den C- Rotor einwickelt , kommt man auf ähnliche Ergebnisse.

Beim C- Rotor ist es doch so , dass der Wind in die Vorflügel kommt und diesen schiebt, hinter dem Flügel dürfte sich aber ein Unterdruck bilden, der den Flügel auch nach vorn schiebt und den nächsten Flügel anzieht. Auch müsste der seitliche Wind , der auf den Flügel trifft , ihn weiterhin zu verdrängen versuchen, und zwar sowohl von außen, als auch im Innern. Im innern des Rotor-Kreises dürften auch einige Kräfte im Spiel sein, wie zum Beispiel Unterdruck, oder Kreiselbewegungen die positive oder negative Folgen haben könnten.

Habe ich das nun richtig verstanden. oder liege ich ganz falsch?
Bitte um Aufklärung.
Gruß
Stav

[Bernd]

Mein Sicht zur Funktionsweise des C- Rotors:

Er hat im Stand sein grösstes Drehmoment.
Er dreht langsamer als die Windgeschwindigkeit.

Da könnte man nun schlussfolgern das es ein reiner Widerstandsläufer sein muss.
Fraglich bleibt dann aber wieso er auch auf dem grössten Teil der 180 Grad in denen
die Flügel gegen den Wind laufen auch noch Leistung erzeugt ?
Übrigens ist auch ein Savonius nach meiner Einschätzung kein reiner Widerstandsläufer
denn seine Schnelllaufzahl liegt bis 1,6.

Richtig erscheint mir persönlich das zumindest der überwiegende Teil der Leistung beim Canstein
aus dem Widerstandsläufer Prinzip entstammt, bei dem in geschickter Weise Leitflächen und
Vorflügel zusammen arbeiten. Gut 20% der Gesamtleistung entstammen dem Rückstossprinzip
das dann wirksam wird, wenn der Vorflügel durchströmt wird. Schliesst man die Durchströmung
so sank im Versuch die Leistung um ca. 22%.
Ein reiner Widerstandsläufer ist wohl nur ein Schalenkreuzanemometer.
Welche Einwirkungen beim Canstein auf der Gegenwindseite Leistung entstehen lassen ist
noch nicht wirklich geklärt.
Er ist wohl eine Mischform von verschiedenen Wirkprinzipien.

Grüsse

Bernd