Mein neuer 4 m2 Rotor

[acert]

Hallo liebes Forum,


nachdem ich viele Versuchsmodelle nach dem Savonius Prinzip gebaut habe, möchte ich nun mit einem 5 Flügler C-Rotor beginnen.


Allerdings stellt sich mir hier die Frage nach der besseren "Windernte".



Ein 3 Schalen Savonius mit den Maßen h= 2m und d= 2m verglichen mit einem C Rotor h=2m und d=2m erntet doch bedingt durch die größere "Windangriffsfläche" der Schalen deutlich mehr Wind als der gleichgroße C-Rotor, der aber im Verhältnis nur eine kleine "Windangriffsfläche" aufweist.


Wie verhält sich dies genau? Oder täusche ich mich hier?




LG


Dominik

[resistance]

Hallo Dominik,

dein Gedanke ist grundsätzlich richtig. Ein Widerstandsläufer muss genügend Wind auffangen, um effektiv zu arbeiten. Sind die Flügel zu klein, strömt die Luft dazwischen durch. Die dynamischen Vorgänge im Rotorinneren, d.h. der genaue Luftfluss in so einem Rotor, kann aber kompliziert und unregelmäßig (Wirbel) aussehen, sodass man pauschal nicht sagen kann, was besser ist. Stellen wir uns zum Vergleich einen Darrieus Rotor vor: Trotz seiner viel kleineren Flügel kann er die Luft bei seiner hohen Drehzahl deutlich stärker bremsen, sodass die Luft im Rotorinneren und im Nachlauf sehr langsam wird. Dies aber nur zum Vergleich - im Darrieus ändert sich sicher viel weniger (im Sinne von Wirbelbildung), wenn er erst mal läuft.
Ein sehr wichtiger Punkt neben dem Wirkungsgrad ist bei den Widerstandsläufern die Frage, wie stark so ein Rotor seine Haltekonstruktion zur Schwinung anregt. Das passiert auch durch das dynamische Verhalten der Luft im Rotor. So weit ich beurteilen kann, kennt man den optimalen VAWT Widerstandsläufer nicht (es existieren aber viele Behauptungen; wer glaubt wird selig). Die einzigen Wege das Optimum wirklich rauszufinden:

1. Versuche mit vielen Rotormodellen im Windkanal; gleiche Versuchsbedingungen für alle.
2. Strömungssimulation mit vielen Rotormodellen. Die Strömungssimulation soll nicht nur bunte Bilder ausspucken, sie muss durch mehrer Versuche verfiziert sein.

Das ist beides aufwändig. Es gibt so viele Parameter (verschiedene Rotoren, Flügelgröße, Anzahl Flügel, Krümmungen der Flächen bzw. genaue Form, Größe Durchströmspalt, ...). Nach Bernds Versuchen steht zwar fest, dass es keinen Sinn macht, einen C-Rotor mit weniger als drei Flügeln zu bauen. Aber ist ein C-Rotor mit fünf Flügeln aerodynamisch im Vorteil? Keine Ahnung. Wie groß muss jeder Flügel diese Rotors mit fünf Flügeln dann sein; muss er, genau wie der Rotor mit drei Flügeln, eine Überdeckung von 40 - 45 % des Umfangs aufweisen? Und welchen Savonius meinst du? Man kann die Schalen eines Savonius auch flacher ausführen; sie müssen nicht auf einem Halbkreis liegen. Soweit ich weiß, steigert das den Wirkungsgrad. Fragen über Fragen.

Gruß Felix