Kyrill ist neu und braucht Hilfe...

[Kyrill]

Hallo zusammen,
um es kurz zu machen, ich bin Neuling in Sachen Windenergie, aber ein alter Hase im Campingbereich. (Näheres über uns bei http://www.peterrausch.de) Deshalb interessieren mich vor allem Möglichkeiten eine Bleibatterie so in der Größe 80 - 120 Ah bei Laune zu halten. Ich dachte da an einen Vertikalläufer von ca. 1-2 qm Fläche eben so klein wie möglich und vielleicht einen passenden Scheibengenerator, der möglichst im Mittelkreuz untergebracht sein sollte, vielleicht auch schon ein Teil davon ist. Ich möchte das Windrad gerne auf einem steckbaren Surfmast mit drei oder 6 Seil-Abspannungen befestigen, so dass in 5 Meter Höhe "gearbeitet" wird. Abgesetzt vom Wohnmobil, damit keine Geräusche auf die Karosserie übertragen werden.
Soweit der Plan und nun brauche ich Eure gesammelte Praxiserfahrung bezüglich der richtigen Dimensionen von C- Rotor und Generator. Was denkt ihr, geht der Plan überhaupt zu realisieren? Wie gesagt, bei meinem letzten Wohnmobil hatte ich so ca. 1,5-2 A Verbrauch mit Licht, Kühlschranksteuerelektronik und Heizlüfter in der Trumaheizung im Schnitt. Diesen Verbrauch möchte ich an der Küste beim Stand ohne Stromanschluß ausgleichen, um länger als drei oder vier Tage ausharren zu können.
Ich bin gespannt was euch da einfällt. Ich plane nicht das Ding bei Windstille aufzustellen also vorrangig in Küstennähe, Adria oder Nordsee. Ach ja und eine Möglichkeit den Flügel zu zerlegen für den Transport würde ich mir auch noch gerne einfallen lassen.

Bin gespannt auf eure Beiträge.

Peter (Kyrill)

[zak]

Hallo, wie wärs hiermit?
http://www.pro-umwelt.de/windgenerator-airx-land-p-365.html
Gruß zak

[Kyrill]

Hallo Zak,

die Air-X Modelle kenne ich. Ich suche ja nix von der Stange, sondern würde mich gerne an der Entwicklung von etwas Brauchbarem aus dem C- Rotor beteiligen. Das Prinzip gefällt mir besser. Das Motto: Kaufen kann jeder, aber bauen und verstehen ist viel schöner, soll hier mal nach vorne geschoben werden. Der Air-X in der Edelstahlausführung kostet meines wissens auch über 1000 Euro ohne Mast und bedarf der Nacharbeit im Innenleben, damit er Dauerhaft läuft. Jedenfalls hab ich da mal entsprechendes drüber gelesen in einem Buch von Lothar Jürgens, "12-Volt Batteriestrom" das Buch bezieht sich mehr auf Yachtzubehör, aber ist ja im wesentlichen egal, wo der Generator zum Einsatz kommt. Der Mann scheint jedenfalls Ahnug zu haben, da er alle Schaltungen selber gebaut und ausprobiert hat.

Also ich bleibe erst mal bei der oben ausgeführten Idee und halte daran fest.

Gruß Peter

[Bernd]

Hallo Peter und herzlich willkommen hier im Forum.
Ich finde es klasse das du Dir ein Windrad selber bauen willst. Noch besser gefällt mir
natürlich das es auch noch ein C- Rotor sein soll.

Ein Windrad von 1-2 m² könnte, an einem windigen Standpunkt, schon einige Watt in den
Akku befördern. Die Ladeleistung selbst ist dabei absolut von der vorherrschenden Windstärke
ahängig, insofern ist deine Idee mit dem 5m Mast schon sehr gut denn je höher, je mehr
Wind und damit Mehrleistung hat man zu erwarten.
Ist verstehe deine Angaben so, das du ständig ca. 1,5 - 2A aus deinem Akku entnimmst.
Das wären also ca. 25 Watt die ständig erzeugt werden müssten. Das hört sich erstmal nicht
viel an, dennoch müsste ein 2m² Windrad mit einem angenommenen Wirkungsgrad von 20%
mit einer Windgeschwindigkeit von 4 - 5m/s angeblasen werden um diese Leistung zu erzeugen.
Bei einem 1m² Windrad wäre dann sogar Wind von 5 - 6m/s zur Erzeugung dieser Leistung
notwendig. An einem zugigen Küstenstandort kann ich mir das vorstellen, zumal es dort durchaus
auch noch stärker wehen kann und diese Mehrleistung dann durch den Akku gepuffert würde.
Deine Wünsche scheinen also noch realisierbar zu sein, was oft im Windenergiebereich nicht
unbedingt der Fall ist.

Der C- Rotor ist für verwirbelten Wind in Bodennähe gut geeignet da er nicht die idealen
Windbedingungen benötigt wie die "normalen" Auftriebsläufer. Auch wirkt seine recht langsame
Drehzahl nicht so bedrohlich auf andere Urlauber wie bei anderen Windradkonstruktionen.
Wenn dich die Baugrösse nicht abschreckt, würde ich Dir zu eine Grösse oberhalb 1m² raten.
Besonderes Augenmerk müssen wir bei deinem Modell auf die gute Zerlegbarkeit für den
Transport richten.
Deine Windradgrösse würde gut zu einem Nabenmotor/Generator passen. Natürlich käme
auch ein eisenloser Selbstbaugenerator in Frage.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Hallo Peter!
Dein Wunschrotor laesst sich sicherlich bauen! Dank der Forumsarbeit aller Mitglieder hier und auch schon vor Forengruendung in einem anderen Portal wurde unser Windradkonzept schon weitreichend messtechnisch erfasst, geprueft und verbessert. Der Fluegel wurde (massgeblich von Bernd, Andre und Juergen aber auch von anderen) verbessert, mit enormen Zuwachs an Leistung.
Es wurde herausgefunden, dass die beste Leistung mit mindestens drei Fluegeln erzielt wird.
Da Dein Wunsch darauf hinauslaeuft, einen leicht auf kleinem Raum verstaubaren Rotor im Wohnmobil mitzufuehren und bei Bedarf aufzubauen, moechte ich hier an dieser Stelle nocheinmal hervorheben, das Euer Windrad mit den durchstroemten Fluegeln auch als Einfluegler bestens anlaeuft und funktioniert, mit Einbuße an Wirkungsgrad, allerdings. Der Bauaufwand/Kosten/Wartung /Reparatur am Fluegel ist beim Einfluegler natuerlich geringer als beim Dreifluegler und fuer den Einsatz als mobiler Energieversorger im Camping auch besser, wenn man bedenkt, dass man dort jeden Stauraum und Platz intelligent nutzen muss.
Bernd hat bereits Versuche auf dem Messstand mit Einflueglern gemacht, auch Optimierungsversuche indem er versucht hat, das ideale Verhaeltniss von Fluegeltiefe zum Kreisumfang der Drehbahn des Fluegels herauszufinden, auch relativ zur Vorfluegelbreite.
Allerdings fehlen hier noch verfeinernde Messungen, da aufgrund des besseren Wirkungsgrades bei drei Fluegeln die Versuchsreihe noch nicht ganz praezise aussagt, welches nun exakt die absolut idealen Abmessungen fuer einen Einfluegler-Fluegel sind.
Du kannst in der Zusammenfassung zum C- Rotor nachlesen, welche Daten dazu bisher erarbeitet wurden, vielleicht genuegt Dir das schon als grobe Vorgabe.
Um mit einem solchen Einfluegler eine 12 V Batterie zu laden - wir haben Dank unserer Elektroniker bereits grosse Fortschritte gemacht und in Versuchen mit Nabendynamos von Fahrraedern sehr gute Ergebnisse mit Dreiflueglern erzielt. Allerdings wurden diese mit Dreiflueglern und nicht mit Einflueglern gemacht.
Ob und bei welchen Windverhaeltnissen der Einfluegler eine Option sein kann, dazu fehlen noch genauere Messungen oder gegebenenfalls auch Verbesserungsversuche. Ich selber jedenfalls bin ganz fanatischer Vertreter des Einflueglers und nehme auch die geringere Leistung in Kauf, weil mir ein moeglichst einfaches, auf das Minimum an Kosten, Bauaufwand und Wartung beschraenktes Windrad vorschwebt. Ebenso spielt auch fuer mich der Raum eine Rolle, den ein demontiertes Windrad im "Rucksack" in Anspruch nimmt! Dafuer kann man unter Umstaenden auch auf Mehrleistung verzichten!
Das ist eine ganz persoenliche Vorliebe, die garnichts damit zu tun hat, dass ein Mehrfluegler bei uns und bei den Messungen der Messtechniker unter uns bisher immer ganz eindeutig die besten energetischen Leistungen erbracht hat und als Sieger abgeschnitten hat!
Im Forumsteil: "Generatortechnik" findest Du auf der zweiten alten Themenseite (Seite 2 ganz unten rechts anklicken) noch Ueberschriften mit Nabendynamothemen, die Dich vielleicht weiterfuehren koennten.
Andererseits sprichst Du von einem Scheibengenerator, also hast Du schon konkrete Vorstellungen, die moeglicherweise auch besser sind.
Besser als ich kann Dir da Juergen, Andre oder Bernd weiterhelfen, die als Elektroniker und nebenbei Gruender unseres Forums sehr viel Erfahrung haben.
Da Du ein leicht zusammenbau- und demontierbares Windrad wuenscht, so ist dies ja eigentlich leicht zu bewerkstelligen indem Du Tragarm und Fluegel sektionsweise aneinanderschraubbar baust. Das mit dem Nabendynamo duerfte, falls zum Laden beim Einfluegler noch sinnvoll, auch kein Montageproblem sein, wenn Du den billigeren Nabendynamo von Shimano nimmst, der mit einer stabilen Achse, die mit Gewinde weit aus der Nabe heraussteht und so konstruktiv besser geeignet ist als das Spitzenmodell welches eine sehr kurze Hohlachse ohne Aussengewinde(glatt) hat. Aber auch hier wieder - der billigere Nabendynamo bringt auch weniger!
Ob es also so geht oder besser mit einem anderen Konzept, musst Du am besten gleich Bernd fragen, der Dir vielleicht sogar bei der 100% Optimierung des Einfluegelsystems noch weiter unter die Arme greifen kann.
Wie auch immer, um die idealen Abmessungen eines Einflueglers endgueltig zu ermitteln und um festzustellen, wieweit es machbar ist, damit auch eine 12V Batterie zu laden, benoetigt man ausser umfassenden Kenntnissen zur Messtechnik auch einen Messstand mit entsprechenden Instrumenten.
Auch dies und Tipps zum Bau eines Messstandes findest Du hier in unserem Forum, lese Dir unsere Zusammenfassung erst einmal gruendlich durch!
Besser noch waere es natuerlich, wenn einer von unsereren begnadeten Messtechnikern sich Deiner zeitlich und interessemaessig erbarmen will und kann!
Ich sehe gerade, dass Bernd Dir mit meinem Beitrag ueberlappend auch geantwortet hat. Dann hast Du Glueck gehabt, er wird Dir sicherlich weiterhelfen, egal zu welcher Bauweise Du Dich entscheidest.
Gruss, Carl

[Kyrill]

Hallo Carl,
ich hab das Forum ja schon teilweise durchgelesen und war bei meinen Überlegungen jetzt bei einem dreiflügeligen Exemplar hängen geblieben. Eigentlich ist mir der Einflügler auch recht, dass steht und fällt eben alles mit einem passenden Generator, der bei der zu erwartenden geringen Drehzahl schon ausreichend Leistung liefert.

Da brauch ich am ehesten eine Idee. Wenn ich den habe, dann soll der Flügel das kleinere Problem sein...

Gruß Peter

[Carl von Canstein]

Hallo Peter!
Das ist auch mein Wunsch, dass ein passender Generator fuer den Einfluegler gefunden wird, der die Sache brauchbar macht. Dazu gehoert aber sicher auch, dass mit der hier noch zu findenden endgueltigen 100% optimalen Fluegelabmessung relativ zum Rotordurchmesser das allerletzte an Leistung herausgekitzelt wird. Man koennte letztlich dem einen Fluegel etwas mehr Rotordurchmesser geben um auf gleichen Energieertrag wie ein Dreifluegler zu kommen, nur ist dann wieder die Drehzahl niedriger. Ein Uebersetzungsgetriebe zur Erhoehung der Drehzahl hingegen bringt wieder Reibungsverluste, die bei einem Windrad der Groessenordnung die wir hier bisher bauen wohl ziemlich unverhaeltnissmaessig ausfallen wuerde. Bei unseren kleinen Rotorabmessungen faellt das schwerer ins Gewicht als bei grossen Windraedern. Unser Windrad wuerde dann erst bei viel mehr Windgeschwindigkeit anlaufen wozu man dann auch einen entsprechenden Standort mit Starkwind braucht.
Ein wenig bekanntes Plus hat so ein bewegtes Teil an einem Wohnmobil: Es suggeriert einem aussenstehenden Betrachter, dass der Bewohner anwesend ist oder in der Naehe. Sowas kann unterwegs schon mal ganz nuetzlich sein. Man muss sein Fahrzeug ja auch mal unbewacht ein kleines Weilchen irgenwo stehen lassen koennen!
Gruss, Carl

[Bernd]

Die Generatorfrage kann man massgeblich an der Drehzahl fest machen.
Das heisst wir müssen ermitteln in welchem Drehzahlbereich dein Rotor arbeiten wird.
Glücklicherweise kennen wir die Schnelllaufzahl des C- Rotors schon recht genau.
Die Schnellaufzahl gibt an wie das Verhältnis der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors
zur Windgeschwindigkeit liegt.
Diese Schnelllaufzahl, auch TSR genannt, liegt beim C- Rotor zwischen 0,82 (im Leerlauf) und
ziemlich genau 0,5 unter Belastung. Das heisst unter Belastung dreht der Canstein ca. 0,5 mal so
schnell wie die Windgeschwindigkeit.

Gehen wir mal von 5m/s Windgeschwindigkeit aus, dann dreht der Canstein unter Belastung mit
ca. 2,5m Umlaufgeschwindigkeit.

Ein 1m C- Rotor (Durchmesser) hat einen Umfang von 3,14 Meter.
Ein 1,5m C- Rotor hat einen Umfang von 4,7 Meter.
Ein 2m C- Rotor hat dann 6,28 Meter Umfang.

Bei 5m/s können wir also von folgenden Drehzahlen ausgehen:

1m Canstein = 48 U/min
1,5m Canteinrotor = 36 U/min
2m Cantein = 24 U/min

Wie man sieht ist das sehr wenig und dein Canstein wir wohl häufig in Drehzahlen bis 60U/min arbeiten
und nur bei starken Wind darüber hinaus kommen.

Ein wichtiger Punkt ist die Festlegung ab welcher Windgeschwindigkeit der Ladebeginn erfolgen soll.
Ladebeginn ist der Punkt bei dem der (Wechselspannungs)Generator ca. 10V eff liefert, also bei dem
ein angeschlossenes Messgerät ca. 10 Volt anzeigen würde. Tatsächlich sind nämlich bei 10 Volt
Wechselspannung Spannungsspitzen bis ca. 14 Volt vorhanden und damit beginnt nach der
Gleichrichtung der 10 Volt Wechselspannungdann die Ladung eines 12 Volt Bleiakkus.
Einzurechnen sind noch Diodenverluste von ca. 2 x 0,4 Volt so das der Ladebeginn ab ca.
10,8 Volt Wechselspannung beginnt.

Ich würde vorschlagen das man den Ladebeginn bei einem normalen Generator mit Eisenkernspulen
auf etwa 2,5m/s legt, bei einem eisenlosen Generator auf gut 2m/s Windgeschwindigkeit.

Rechnen wir mal ein Beispiel mit 2,5m/s Wind und 1 Meter Cansteinrotordurchmesser durch.
Bei den avisierten 2,5m/s dreht unser 1m Canstein unter Belastung mit ca. 24 U/min, was wirklich
wenig ist, aber nur 2,5m/s Wind ist ja auch sehr wenig.

Um bei einem 1m C- Rotor bei 2,5m/s Wind den Ladebeginn zu erhalten, muss ein getriebeloser
Generator also bei ca. 24 U/min ca. 10,8 Volt eff (effektiv) erzeugen.
Das ist wirklich ne Menge bei der geringen Drehzahl. Ich selbst kenne keinen getriebelosen
käuflichen Generator der das könnte. Da bleibt dann nur der Selbstbau. Mit ca. 200 -300 Euro
muss man da schon kalkulieren.

Grüsse

Bernd

[Kyrill]

Herzlichen Dank Bernd für Deine Einschätzung.
Das macht nicht gerade Mut.
Aber mal sehen, was der Ringgenerator so kann, wenn er fertig ist...
Vielleicht gibts ja doch chancen bei einem großen Durchmesser vielleicht...

Alternativen zur Windenergie wären fürs Womo dann nur Fuelcell-Generatoren wegen dem nachwachsenden Rohstoff aus dem das Methanol gewonnen wird und da geht der Spaß bei 2000 Euro los (60 Watt), oder für die Hälfte und mehr eine Solaranlage, die aber im Norden auch nicht der Brüller ist.
Ein fertiger Air-X koetet auch 1000 Euro und mehr je nach Ausstattung und da habe ich keine glaubhaften Meßergebnisse von einem Betrieb an Land. Ist ja auch für Yachten entwickelt.

Ich warte also erst mal ab, wie die Generatorentwicklung hier fortschreitet.

Gruß Peter

[Menelaos]

Hallo Kyrill!

Ich bin zwar nicht so der Canstein-Profi, habe dafr aber was den bau von Generatoren angeht schon einige Erfahrungen gesammelt und einen Scheibengenerator gebaut.

Da es ein etwas größeres Modell war, musste ich mir viele Teile teuer anfertigen lassen, bei kleineren Modellen (so wie bei dir benötigt), kann man aber auf handelsübeliche Teile (z.B. Bremsschieben usw.) zurückgreifen.

Den inneren Widerstand des Generators bräuchte man bei den kleine Leistungen die du im Schnitt abfordern willst/wirst nicht zu gering halten. 2 Ohm bringen hier einen ausreichend guten WIrkungsgrad bei kleinen leistungen bis 50 Watt und zugleich kann ma dadurch auch recht kompakt bauen.

Bei einem solchen (kleinen) scheibengenerator den du sicherlich für 200 Euro bauen kannst, hast du die Möglichkeite ihn (erstaunlich) genau an das Drehzahlspektrum deiner geplanten Größe anzupassen. Mit 1,5 QM bist du sicherlich gut bedient. In Kombination mit einem kleinen 30 Watt Solarmodul wie auch ich es zum Campen verwende solltest du damit eine recht zuverlässige STromversorgung in Küstennähe sicherstellen können.

Wenn du magst kann ich dir ja mal ein Konzept für einen solchen Generator zusammenstellen.

Gruß
Max