Leistungsvergleich Darrieusprofile

[Bernd]

Zahlen und Zeichnungen nur insoweit als sie hier im Forum vorhanden sind.
Bei meinen Versuchen erzeugte jede Art von Anstellwinkel eine Reduktion der Leistung.

Für 35 Euro/m, damit meinst du vermutlich das Fibrolux-Profil ?
Leider sind die meisten Profile die man fertig bekommt meist sehr dünn gehalten, was ich persönlich
als eher ungünstig empfinde. Das Fibrolux ist außerdem auch noch gebogen.

Hast du einen Link von diesem 35 Euro Angebot parat ?

Grüsse

Bernd

[stglke]

Hallo Bernd,
hier der Link
http://www.die-stromerzeuger.net/16.html

[stglke]

Hallo Bernd,
wo bekommt man die 3-D Daten für die Profile her?

[Bernd]

Ja das ist das Fibroluxprofil von dem ich weiter oben sprach.
Es gibt hier im Forum eine pdf Datei zum Delfter Profil.

Grüsse

Bernd

[Rainer]

Hallo,
Die Änderung des Anströmwinkels ist in der Tat das grosse Probem der Darrieus Turbinen. Genuzt wird ja der Auftrieb, und der Strömungswiderstand bringt nur Verluste. Bei zu grossem Anströmwinkel kommt es zu Strömungsabriss. Dadurch wird der Auftrieb quasi Null und der Stömungswiderstand steigt stark an. Das der Darrieus Rotor überhaupt fungktioniert liegt daran, dass durch die Rotation der vom Flügel gesehene Anstömwinkel relatif klein gehalten wird (Durch den überlagerten "Fahrtwind"). Deshalb bringt er nur bei relatif hohen Schellaufzahlen Leistung.
Es erscheint mir also logisch, dass ein ein Anstellwinkel von Null° ideal ist, da für einen grossen Teil der Umdrehung der Anstömwinkel ohnehin schon eher zu gross ist. Ausserdem sind die Anströmwinkel an lee und luv Seite des Rotors umgekehr. Ein Anstellwinkel der an einer Seite mehr Auftrieb bring sorgt auf der anderen Seite für weniger Auftrieb.

Hier noch ein interessanter Artikel zum Thema Auftrieb, laminare Strömung und Turbulente Strömung (in Englisch): http://www.dreesecode.com/primer/airfoil5.html

Soviel zur Theorie. Jezt mal eine praktische Frage an den Praktiker Bernd:
Zunächst mal gratuliere ich zu den beeindruckend selbstgebauten Windkraftanlagen und dem Teststand. Ich gehe davon aus, dass Du zur Vergleichsmessung immer mit der gleichen Windgeschwindigkeit misst. Hast Du diese Geschwindigkeit schon mal gemessen. Das währe interessant um den Leistungsbeiwert Cp und die Schnellaufzahl lambda zu ermitteln.

Rainer

[Bernd]

Zur Bestimmung von exakten Messwerten taugt meine Versuchsanordnung nur insoweit als man vergleichende Messungen
damit durchführen kann. Die Ergebnisse sind gut reproduzierbar wenn man den Messaufbau immer wieder absolut
korrekt positioniert.
Absolutwertmessungen wie die Bestimmung des Wirkungsgrades sind damit nicht möglich, alleine schon deswegen
weil die Windgeschwindigkeit nicht über die ganze Fläche homogen verteilt ist. So misst man an der Front
des Rotors, die dem Ventilator zugewandt ist, eine höhere Windgeschwindigkeit als am Heck des Rotors, auch wenn der
Rotor dabei von seinem Standplatz entfernt wird. (Windgeschwindigkeitsverteilung inhomogen)

Für Absolutwertmessungen müsste man zwingend einen Windkanal benutzen. Dessen Aufbau war auch schon mal
geplant und die sehr starken Anbtriebsventilatoren leigen hier auch noch herum.

Auch wenn der bisherige Messstand keinen Windkanal ersetzen kann, so ist er dennoch eine riesen Hilfe um theroretische
Überlegungen real zu überprüfen. Es ist damit spielend leicht möglich die Auswirkungen einer Profilveränderung oder eines
anderen Anstellwinkels zu überprüfen.

Grüsse

Bernd

[Rainer]

Hallo,
Mir ist gerade aufgefallen dass meine Infos überflüssig waren, da das alles schon in deutlich erklährt wurde. Ich war am Ende der Seite 1 und hatte nicht gesehen das die Dikussion noch 5 Seiten länger war.

Jetzt eine Bemerkung zur etwas aktuelleren Diskussion um die Auftriebsseite:
Die Auftriebsseite ist immer die der Windrichtung abgewandte Seite des Profils (Lee eines Segels). Beim Darrieus ist es daher während einer halben Umdrehung die der Rotorachse zugewandte Seite und während der zweiten Hälfte der Umdrehung die der Rotorachse abgewandten Seite. Deshalb werden in der Regel symmetrische Profile Eingesetz die in beiden Fällen Auftrieb erzeugen können. Um den Auftrieb durch einen Anstellwinkel zu vergrössern müsste das Profil jeweils während einer halben Umdrehung nach innen und nach aussen Angestellt werden. So wird es schon in der originalen Patentschrift von Monsieur Darrieus persönlich beschrieben.

Dass das Delfter Profil troz der leicht unsymetrischen Geometrie besonders gute Werte bringt, liegt wahrscheinlich daran dass die halbe Umdrehung bei der der Flügel auf der dem Wind zugerichteten Seite ist deutlich mehr Leistung bringt (Weil der Wind hier noch schneller und weniger turbulent ist.) als die andere halbe Umdrehung. Man kann also diese Anstömrichtung bei der Optimisierung des Profils etwas bevorzugen.

Ich bin mir nicht sicher ob ich mich halbwegs verständlich ausgedrückt habe

Rainer

[seb]

Ja, hast du!

Hallo,

Ich würde sogar noch etwas weiter gehen und den "Ort" der größten Auf- bzw. Vortriebserzeugung auf einen 90- Grad- Sektor beschränken.
Und es ist der Sektor, in dem das Profil gegen den Wind dreht auf dem dem Wind zugewandtem Halbkreis.
Dies kann man recht deutlich bei den amerikanischen Simulationen sehen.

So meine ich es:

Quartal.jpg (6.2 KiB) 12005-mal betrachtet

Weiterhin habe ich die Theorie im Köpfchen, daß ein schnelles Anlaufverhalten durch S-Schlag-Profile
erreicht werden kann. Das Delfter ist ein solches und dreht auch entsprechend schnell hoch...

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Aaah endlich mal wieder eine Diskussion nach meinem Geschmack.
Auch ich bin der Meinung das die Leistungsausbeute nicht linear im Kreisumlauf erfolgt sondern einige
Areale bevozugt werden, wie Sebastian es ja schon zeigte.
Ich stimme auch Rainer zu das die Formgebung des Profils so gestaltet werden muss das diese energiereichen
Areale des kreisumlaufs am besten davon profitieren. Beim delter Profil, das ja extra für Vertikalrotoren
entwickelt wurde, scheint das der Fall zu sein.

Es wurde auch wieder nach den Profildaten gefragt, ich kann sie aber nicht finden im forum obwohl ich weiss
das sie irgendwo hinterlegt sind. Vielleicht findet jemand die pdf Datei dann werde ich sie mal fest verlinken.

Sebastian was versteht man unter dem Begriff "S-Schlag" ?

Grüsse

Bernd

[Rainer]

Hallo,
Hier noch mal zwei interessante Grafiken zur Veranschaulichung der Kraftwirkungen.

1.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... imated.gif
Diese Animation ist auf den ersten Blick ein bischen verwirrend, da alles aus sicht des Profils beschrieben wird. Vorsicht bei der Betrachtung der resultierenden Kraft, weil der Luftwiderstand hier vernachlässigt wurde.

2.
http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0304/o ... arched.htm
Diese Grafik finde ich besser, auch wenn die Kraftwirkungen nur für vier Positionen gezeigt werden.
P= Auftriebskraft, T= Strömungswiderstandskraft, U' einströmender Wind, wR=Fahrtwind, Ur = resultierender Wind, w = Rotationsgeschwindigkeit, R = Radius