Sturmsicherung für Darrieus Rotor

[windikus]

Hallo Forumsmitglieder!

das ist mein erster Beitrag in diesem Forum, habe allerdings schon eine Weile bei Euch mitgelesen.
Ich suche für meinen Darrieus eine mechanische Sturmsicherung wie Blattverstellung oder Scheibenbremse.
Die Daten meinen in Bau befindlichen Darrieus:
2.0m DM, 1,25m Rotorhöhe, als Generator wird es der eines Black 300 mit 48 Volt zum einspeisen mir dem Netzinverter von Mastervolt.

Vielleicht habt Ihr ein paar Tips für mich zu diesem Thema.

Danke im Voraus.

[Bernd]

Hallo Mike und herzlich willkommen hier im Forum.

Die Blätter zu verstellen um damit einer Überdrehzahl entgegen zu wirken ist nach meinem Wissen eine noch
recht wenig erforschte Methode einen Darrieus zu bremsen, aber sicher durchaus möglich.
Wichtig ist dabei das alle Rotorblätter gleichzeitig und gleichmässig zu verstellen um somit Unwuchten zu verhindern.
Die Methode hätte den Vorteil das man den Rotor nicht zu Stillstand bringen müsste sondern ihn auch bei Sturm
weiter arbeiten lassen könnte.

Per Scheibenbremse, z.B. einer Version mit Handbremsfunktion aus dem Auto, wäre es vermutlich realtiv einfach lösbar.
Allerdings sind Scheibenbremsen nicht dafür ausgelegt längere Zeit abzubremsen sondern das wäre dann wohl eine
Lösung um den Rotor still zu setzen.

Eine dritte Möglichkeit wäre mit dem Generator zu bremsen. Hier wirkt der Generator durch einen gewollte Überlastung
des Windradrepellers als Bremse und bremst den Rotor bis auf eine sehr geringe Drehzahl herunter.
Das wäre aus meiner Sicht die einfachste Lösung. Allerdings gilt auch hier das das keine Lösung ist die ein längeres
"Mitbremsen" ermöglicht sondern auch hier wäre es ein Stillsetzen des Rotors bei Überdrehzahl.

Dein Rotor hat 2m Durchmesser. Ohne eine Übersetzung würde der Generator des Black 300 erst sehr spät eine so
hohe Spannung erzeugen das der Windmaster anfangen würde zu arbeiten, vielleicht sogar gar nicht.
Vor allen wenn man bedenkt das ein Darrieus in aller Regel deutlich langsamer rotiert wie ein normales horizontales
Windrad gleichen Durchmessers. Das Black 300 hat eine relativ hohe Schnelllaufzahl gegenüber einem Darrieus und
es hat nur 1,22 m Durchmesser.

Grüsse

Bernd

[windikus]

Hallo Bernd,

Zur Drehzahl:
Ich werde eine 1:2 Übersetzung verbauen. Ich denke das mein Rotor dafür genug Drehmoment bringt.

Zur Sturmsicherung:
Zur Blattverstellung habe ich mir schon so meine Gedanken gemacht und die Fliehkraft nutzen. Fürchte allerdings das die Sache etwas Unwucht werden kann.

Die Scheibenbremse wird nicht in Frage kommen da es hier zu hoher Geräuschentwicklung kommen wird. Ich wohne in einer Siedlung, also wir es mit der Scheibenbremse wohl nichts.

Ein Bremsmodul für den Black 300 gibt es ja. Allerdings befürchte ich das der Generator für meine Darrieus zu klein sein wird und durchbrennt. Eine zusätzliche Bremse wird also notwendig sein.

[Bernd]

Durch die Übersetzung gewinnt der Generator an Bremswirkung, das solltge eigentlich klappen.
Allerdings könnte es sein das die 300 Watt Dauerleistung schnell an ihre Grenzen stossen bei
deinem 2,5 m² Windrad.

Ich persönlich glaube das 1:2 noch deutlich zu wenig ist.

Das Black 300 hat eine Schnellaufzahl von geschätzen 6, vielleicht sogar 7.
Ein Darrieus, der nicht auf extreme Schnellaufzahlen getrimmt wurde, hat eine Schnellaufzahl von 2 bis 3.
Nehmen wir mal für das Black ein TSR von 6,5 an und für deinen 2,5.
Das Black dreht mit seinen 1,22m Durchmesser bei 3m/s angenommene ca. 305 U/min.

Dein Windrad hat 2m Durchmesser und ein TSR von ca. 2,5.
Bei 3m/s dürfte dein Darrieus in etwa mit ca. 72 U/min rotieren.

Ich würde Dir daher zu einer Übersetzung von 1:4 raten, je nachdem wie du die Schnellaufzahl deines
Darrieus einschätzt.

Grüsse

Bernd

[windikus]

Anderes Problem!
Wieso fliege ich immer aus dem Forum wenn ich eine Antwort senden möchte.
Muss mich dann immer wieder neu anmelden und die Antwort neu schreiben. Mühsam!!!!

[windikus]

Hab irgendwo gelesen oder auch selber ausgerechnet das der Black 300 eine SLZ von ca. 5 hat.
Das würde bei 1.8m/sec eine Rotorumdrehung von 146U/min ergeben.

Mein Rotor dreht bei 2,0m/sec ca. 64U/min. Also sollte eine Übersetzung von 1:2,3 genügen.
Werde mein Getriebe aber so bauen das ich genug Reserven für Änderungen habe.


Kann aber auch sein das ich mit meinen Infos und Berechnungen total daneben liege.

[Bernd]

Bei 146 U/min Ladebeginn möchte ich mal stark bezweifeln, habe selber ein Black 300.
Schätze eher 200 bis 250 U/min.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe dann hat dein Darrieus ein geplantes TSR von 3,35.
Um ehrlich zu sein bezweifle ich das, auch wenn sich viele oft ein hohes TSR, sogar über 4, wünschen.
Alle real gemessenen Selbstbau Darrieus von denen ich bisher Zahlen hörte lagen bei deutlich unter 3,
meistens zwischen 2 und 2,5.

Erzähl doch mal ein bisschen darüber was du da baust.
Auch Fotos sind hier immer gern gesehen.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Mike,

Anderes Problem!
Wieso fliege ich immer aus dem Forum wenn ich eine Antwort senden möchte.
Muss mich dann immer wieder neu anmelden und die Antwort neu schreiben. Mühsam!!!!

setze beim Anmelden den Haken für "angemeldet bleiben", dann hast Du Zeit ohne Ende und bleibst auch im Forum.

MfG. Andreas

[windikus]

Hallo Andreas,

hab den Hacken gesetzt. Mal schauen.


Hallo Bernd,

ok, 250U/min ist allerdings eine Ansage. Mal sehen ob mein Quirl eine 1:5 Übersetzung verarbeiten kann.
Ja die TSR / SLZ von meinem Darrieus hatte ich mit 3,5 angelegt. Wurde mir im Nachbarforum (Kleinwindanlagen) empfohlen.
Wenn ich mit einer TSR von 2,75 rechne brauche ich wie gesagt eine 1:5 Übersetzung.
Meinen Darrieus baue ich aus Teilen die in jedem Baumarkt zu kaufen sind.
Also Aluleisten, Dreischichtplatten, Viekanholztleisten, Siebdruckplatten usw..
Die Rotorblätter habe ich aus Styrodur geschnitten, werden aber durch Holz- oder Verbundstoffblätter ersetzt.
Das Profil für die Blätter ist das NACA0018.
Der Rotor ist auch schon kurz gelaufen, leider habe ich noch keine vernünftige Sturmsicherung, also habe ich ihn wieder abgebaut.
Generator und Netzinverter muss ich noch kaufen, sobald diese wieder erhältlich sind.
Ich baue das meiste aus Holz das ich gern mit Holz arbeite und auch meine Werkstatt für Holzarbeiten ausgelegt ist und ich auch kein Schweissgerät besitze.

[Bernd]

Ja die TSR / SLZ von meinem Darrieus hatte ich mit 3,5 angelegt. Wurde mir im Nachbarforum (Kleinwindanlagen) empfohlen

Darf ich fragen wie man sowas anlegt ? Ich wüsste nicht wie ich das TSR eines geplanten Darrieus im Vorfeld genau bestimmen soll.
Im Augenblick fällt mir weltweit nur einer ein der glaubt das zu können. (Ich meine damit nicht dich)
Ich würde wetten das diese Auslegung auf den einen Moderator im Kleinwindforum zurück zu führen ist, der nach wie vor der Meinung ist das ein
hohes TSR das einzige Seelenheil ist da es ohne gar nicht ginge und das er es auch durch Berechnung genau vorhersagen kann....

Meine Überzeugung ist das man sich keinen Gefallen tut wenn man Darrieus Rotoren ausschliesslich auf ein hohes TSR züchtet und nicht die vielen
anderen Aspekte mit einbezieht die mindestens eben so wichtig sind, denn so verlieren die Rotoren nach meiner Meinung ihre Alltagstauglichkeit.
Glücklicherweise hast du ein universelles Profil ausgesucht das einem zu hohen TSR entgegen wirkt.

Meinen Darrieus baue ich aus Teilen die in jedem Baumarkt zu kaufen sind.
Also Aluleisten, Dreischichtplatten, Viekanholztleisten, Siebdruckplatten usw..
Die Rotorblätter habe ich aus Styrodur geschnitten, werden aber durch Holz- oder Verbundstoffblätter ersetzt.

Das du handelsübliche Materialien verwendest finde ich sehr gut. Ich bin sehr gespannt auf weitere Berichte.

Das Profil für die Blätter ist das NACA0018.

Welche Tiefe haben den deine Profile und wie viele setzt du ein ?
Falls du die Profile eh neu machst dann schau Dir doch mal das Delter Profil an, das speziell für vertikale Windräder entwickelt wurde
und mit dem ich in Versuchen sehr gute Ergebnisse erzielte. Gerne würden wir Dir "zugucken" beim Bau deines Windrades.
Vielleicht hast du ja mal ein paar Bilder zur Hand.


Ich arbeite auch sehr gerne mit Holz, es ist der universellste Baustoff den ich kenne.