41% Wirkungsgrad, Traum, Selbstbetrug oder Wirklichkeit ?

[Bernd]

Hallo Leute

Seit etlichen Tagen schreibe ich im amerikanischen Vertikalachser Forum.
Unser C-Rotor fand dort reichlich Interesse, ebenso der eisenlose Ringgenerator.
Bei diversen Konversationen wurde unter anderen auch die Frage nach dem Wirkungsgrad
aufgeworfen.
Ein sehr netter User namens Steve machte einige interessante und aufwändige Simulationen für den C-Rotor.
Dabei kamen teils ähnliche Ergebnisse wie die auf meinem Teststand heraus, aber teils auch völlig andere.
Auch der bekannte Ed Lenz ( Erfinder der gleichnamigen Lenz Turbine) meldete sich zu Wort.

Steve ermittelte in seinem Simulationen einige Merkwürdigkeiten die ich mir nicht erklären kann.
Als wichtigstes ergeben seine Simulationen das der C-Rotor als auch die ähnlich aufgebaute Lenz-Turbine
im Leerlauf mit einem TSR oberhalb 1 arbeiten würden.
Des weiteren sehe ich in seiner Grafik das bei einem TSR von 1 beim C-Rotor sogar noch eine nicht
unerhebliche Menge an Leistung produziert werden soll.

Ich selber sah in meinen Messungen niemals Werte oberhalb von 0,85 geschweige sogar noch
Leistungserzeugung dabei.
Seine Simulationen liefen bei 6,7m/s ab. Ob das alleine den Unterschied ausmachen soll ?
Sollte es am kleinen 50cm Durchmesser meines Testrotors liegen ?
Was soll ich glauben ?

Ganz dicke kommt es aber beim Wirkungsgrad, hier wurde bisher nur der der Lenz Turbine vorgestellt.
Die sieht übrigens so aus (ziemlich ähnlich dem C-Rotor, aber weniger elegant und windschnittig
sowie einseitig aufgebaut und ohne Durchströmung) :



Diese Lenzturbine, die nach meiner Auffassung ein klassischer Widerstandsläufer ist, soll im
Leerlauf mit einem TSR von 1,6 rotieren. Wie das funktionieren soll ist mir erstmal schleierhaft,
denn ich kann beim besten Willen nicht glauben das so ein Ding nennenswerte Leistung durch Auftrieb
generieren kann.
Zum anderen soll sie, laut Ed Lenz, mit Wirkungsgraden von bis zu über 40 % aufwarten.
Er selber sprach bei einem Modell von 41 %. Das ist doch Wahnsinn ??
Wie soll so etwas bitte zustande kommen bei so einem simplen Windrad mit solcher Formgebung ?
Das wäre etwa doppelt so viel wie ein guter durchströmter Savoniusrotor aufweist und sogar mehr als viele
gute horizontale Auftriebsläufer bieten können. Kann das stimmen ?
Warum gibt es dann noch andere Vertikalwindräder ausser der Lenz wenn die sowas kann ?

Ed ist übrigens der Auffassung das sein Rotor überwiegend nach dem Auftriebsprinzip arbeiten würde.
Um ehrlich zu sein, für mich klingt das wie Schönrederei, oder kann es doch stimmen und er holt wirklich
aus seinem simplen Ding so hyper extreme Werte ?
Was meint Ihr, ist es ein weitere Version von Traumtänzerei in der Windenergie oder kann es Wirklichkeit sein ?
Angeblich sind alle Werte in einem Windkanal nachgewiesen worden, aber ebenso im Garten, ein Wunderding.

Kann das alles wahr sein ?
Hat ein grosser C-Rotor plötzlich auch ein viel höheres TSR als einer mit 50cm Durchmesser ?

Derzeit nervt und verwirrt mich diese Art von "Übertreibung" ( so es denn Übertreibung ist ) doch sehr und ich werde
vorerst da nichts mehr posten oder haben die am Ende doch recht ?

Ed meinte das er das C-Rotor Profil auch schon vor 8 Jahren ausprobiert hätte.
Es würde ganz gut laufen wäre aber längst nicht so gut wie seins...

Link zu vawts.net http://www.vawts.net/index.spark?aBID=1 ... D=32982615

Ich bitte um Meinungen.

Grüsse

Bernd

[kalli51]

[Wilfried]

Hallo Bernd,

ohne dem Ed da voreilig das Wort reden zu wollen, meine ich doch, dass sich die Bedingungen fürs C-Profil mit zunehmendem Rotordurchmesser vebessern.
Ein Kleinerer dreht sich schnell in einem Wust von Luftwirbeln, während bei größerem Durchmesser der Wind weitgehend laminar bleibt und so mehr Energie abgeben kann.
Leider fehlt mir da der Vergleich, aber mein optimierter Vorflügel (doppelschalig und Leitbleche) hat doch überraschend gute Eigenschaften. Er lief heute bei 0,3 m/s (die Genauigkeit der Anzeige muss ich in der nächsten Woche kontrollieren...). Und auch bei hohen Drehzahlen ist der Rotor absolut Geräuschlos - was m.E. auf wenig schädliche Wirbel hinweist.
Und das bei dem Flügel auch Auftrieb entstehen kann, das ließe sich doch mit einem Einzelprofil im Windkanal leicht nachweisen - oder auch nicht.

Beste Grüße
Wilfried

[Bernd]

Ich glaube auch das ein grösserer Durchmesser für bessere Rahmenbedingungen für den Flügel sorgen kann.
ich denke dabei vor allen auch an langsamere Wechsel der Windrichtungen für das Blatt.
Der Wechsel der Anströmrichtung erfolgt langsamer. Die Radien am Flügel werden grösser, der
Wind hat es nicht mehr "so schwer" um Kanten zu fliessen.
Allerdings sind auch Ed's Turbinen von Durchmesser her eher sehr klein.

Hörbar werden Windräder eigentlich nur dort wo Teile des Rotors weit schneller als die Windgeschwindigkeit
rotieren, z.B. an Blattspitzen eines Horizontalläufers oder eines Darrieus.
Das ein leicht gelagerter Rotor schon bei jedem kleinen Lufthauch andreht ist nach meiner Auffassung
noch kein Indiz dafür wie leistungsfähig er ist. Das gleich gilt für die Lautlosigkeit die im Prinzip allen
langsam drehenden Konstruktionen zu eigen ist, insbesondere ohne Last.

Auftriebseffekte (oder wie man es auch immer nennen will) muss es auch bei C-Rotor geben, sonst
würde das Blatt ja nicht die grösste Strecke der 180 Grad gegen den Wind noch Leistung erzeugen, siehe
Drehmomentkurve im Stand.
Aber wenn man den Amis Glauben schenkt, dann müssten diese Effekte ja weitaus mehr Energie erzeugen
als der Wind der das Blatt in der Mitwindrichtung schiebt.
Anders könnte man nie auf ein TSR von 1 oder höher kommen und dabei sogar noch Leistung erzeugen.
So einen Effekt, das das Leerlauf TSR über 1 klettert, konnte ich weder vor den Ventilatoren noch im Gartenwind
feststellen und bis jetzt halte ich es auch noch für unmöglich, weil ich mir nicht erklären kann wie das bei
einem Widerstandsläufer funktionieren soll weil mit diesem Wirkprinzip spätestens ab TSR 1 keine Leistung mehr
erzeugt werden kann.

Grüsse

Bernd

[windsau]

Tia, wo liegt das grosse Geheimniss warum die Lenz2 ein Leerlauf-TSR von 1.6 hat und ein Fakt ist.
Auf dem Lenz2 Bild sieht man sehr schön wie das Wirkprinzip in etwa funktioniert. Der Laie meint natürlich beim betrachten, dass der rechte vordere Flügel am meisten Vortrieb hat, möglicherweise erzeugt aber der hintere am meisten,
1. weil er leicht gegen den Wind ''fährt''
2. weil der linke vordere Flügel den Wind zum Hinteren umlenkt.
Die Vermutung ist also: Die Fügel sind keine ''Einzelkämpfer'' sondern arbeiten teammässig.

[Bernd]

Tia, wo liegt das grosse Geheimniss warum die Lenz2 ein Leerlauf-TSR von 1.6 hat und ein Fakt ist.

Für mich sind Behauptungen immer erst Fakt wenn ich sie SELBER verifizieren konnte oder sie
mir aus anderen triftigen Gründen glaubhaft erscheinen.
Beides ist derzeit noch nicht der Fall.

Die Frage ist, warum hat der C-Rotor angeblich auch ein so hohes TSR ?
Das wurde ja in Simulationen "heraus gefunden", da ähneln sich die Kurven ziemlich von Lenz und C-Rotor.
In der Simulation liegt das optimale Nutz-TSR des C-Rotors bei ca. 0,75 und damit sogar deutlich oberhalb des
TSR der Lenz Turbine die nur bei knapp 0,5 liegt.

Wichtiger aber noch, wieso ist das, mindestens beim C-Rotor, nur in der Simulation und nicht in der Realität der Fall ?
Simulation = nur blanke Theorie ?

Der wichtigste Punkt für mich aber, wie kann ein so klobiges Gebilde, mit hohen CW Wert mit riesiger
solidity und sicher vielen Wirbeln an den Kanten wie die Lenz Turbine, auf angebliche 41 % kommen ?
Stimmt denn das angegebene TSR und dieser extreme Wirkungsgrad überhaupt annähernd oder ist alles
mehr reine Fantasie ?

Grüsse

Bernd

[windsau]

Da der Vergleich mit einem Savonius der ja bekanntlich auch ein TSR 1.6 hat:
http://www.youtube.com/user/caleb6543#p ... NrnqaOwMyA

An den Wirkungsgrad von über 40% glaube ich nicht. Selbst ein Black 300 erreicht das nie. 25% ist realistisch.

[Bernd]

Das ein Savonius "bekanntlich" ein TSR von 1,6 im Leerlauf (!) hat ist zwar eine manchmal zu lesende Behauptung die ich
selber noch nicht nachprüfen konnte, aber das würde sich schon eher durch seinen Aufbau erklären lassen.
Natürlich ist der Aufbau als solcher überhaupt auch noch verantwortlich ob man solche Drehzahlen erreichen kann,
denn Savonius ist ja nicht gleich Savonius. Gerade bei diesem Bauprinzip gibt es ja sehr unterschiedliche Derivate.

Beim Savonius wirkt der Druck des Windes nicht nur an den äusseren Kanten des Rotors, wie z.B. beim C-Rotor oder
bei der Lenz Turbine, sondern der Wind drückt auch weiter innen zur Rotorachse hin auf den Flügel und über diesen
Hebelarm kann dann der äussere Teil des Rotors höher beschleunigt werden.
Man drücke einmal mit dem Finger aussen am Rotor mit einer bestimmten "Vorschubgeschwindigkeit".
Der Rotor wird sich genau mit der Geschwindigkeit drehen die mein "Fingervorschub" vorgibt.
Anschliessend das gleiche mit dem gleichen Vorschub weiter innen. Jetzt dreht der äussere Rand des Rotors
weitaus schneller als an der Stelle innen, wo ich mit dem Finger Vorschub erzeuge.

Nutzleistung kann man bei so einer Drehzahl, wenn sie denn wirklich entstehen sollte, aber keine entnehmen.

Grüsse

Bernd

[windstav]

Hallo,

könnte es sein, dass ab einer bestimmten Drehzahl die Wirbel am Vorflügel dem Blatt eine Form geben, die Auftrieb möglich macht? Und könnte man durch Anbringem von schmalen, senkrechten Leisten am Leitflügel diese Funktion unterstützen?

Gruß
Stav

[windsau]

Der Ed. hat ja 2 Jahre an seiner Turbine herumgebastetelt (nicht im stillen Kämmerlein mit Clorollen ) experimentiert und bis zum Letzten optimiert. Die gerade Leitfläche weicht im Winkel von 9°von der Tangente nach aussen ab. Wetten um 10 Kisten Bier, dass das einem C-Rotor auch mehr Leistung bringt.