VAWT Bausatz

[WindDownunder]

Hallo
ich bin schon länger Teilnehmer habe aber noch nie einen Beitrag geposted.
Ich lebe in Australien und bin Teil einer kleinen Kommune die auf Land lebt. Es sind 3 Anwesen mit 2 Off Grid und 1ner On Grid PV Anlage.
Die Off Grid bestehen aus SMA SB5000TL-21 & SI8.0H-11 AC gekoppelt die On Grid SB5000TL-20.
Speziell für die Off Grid Anlagen möchten wir jeweils eine 1-1.5kW VAWT an das Micro Netz AC gekoppelt anschliessen und wollen die Turbine selbst bauen.
Ich habe leider keine Möglichkeit die Teile selbst herzustellen und möchte deshalb auf einen Bausatz zurückgreifen. Leider gibt es deren nicht viele und ich bin nach vielem Googeln auf zwei Bausätze gestoßen.
Von Deutschland: STARKWIND.NET
Von USA: WIND2VOLTS http://www.windgenkits.com

Den Generator möchte ich auch fertig kaufen. Habe mir mal den Ginlong GL-PMG-1000 angesehen. Problem ist daß ich glaube die Turbine erreicht nicht die Drehzahl von 450 um 1kW abzugeben. Muss wohl eine Übersetzung dran um diese Drehzahl zu erreichen.

Da SMA keine Windy Boys mehr hestellt habe ich trotzdem mal bei SMA in Australien nachgefragt. Laut Aussage besteht die Möglichkeit einen SB mittels Software Änderung in einem WB umzukonfigurieren.

Eine andere Option wäre ein Ginlong Wind Inverter der nach Aussage des hiesigen Händlers AC gekoppelt an SMA SI/SB Off Grid Anlagen angeschlossen werden kann.

Liege ich richtig dass eine VAWT 1m hoch & 1m breit bei Wind von 10m/s max. mit 191 Umdrehungen dreht?

Kennt jemand einen Hersteller in Deutschland /Europa der einen Generator herstellt der bei 200U/min 1kW abgibt wie z.B PMGL http://www.pmgenerators.com 1kW bei 150U/min.

Worüber ich auch nicht viel weiß ist der Anschluß einer Überspannungsschutzes, Lastwiderstand und den Einsatz einer elektrischen oder mechanischen Bremse.

Hat jemand Erfahrung mit STARKWIND Flügeln und des Zubehörs?


Ich wäre sehr dankbar wenn ich ein Feedback bekommen würde. Nehme auch gerne andere Vorschläge an.

Erstmal vielen Dank. Karl Haller

[Ekofun]

Hallo WindDownunder,

Ja,ein Windrad mit D = 1m und H = 1m dreht 191 U/min ohne Last,bei 10m/s Wind.Leistung so einen Windrad bei 10m/s ist ca 183 Wat bei 30% Wirkungsgrad.Windradfläche ist 1m^2.TSR ist 1 genommen,tipisch für Savonius.

Auf andere Fragen kann ich leider nicht sagen,mit Elektronik kenne mich nicht aus.

Grüße

Ekofun

[herbk]

Hi Karl,
ein herzliches willkommen im Forum, schön dass wir sogar "down under" gelesen werden.

Zu den beiden von Dir verlinkten VAWT Windrädern ist Dir schon klar, dass es sich dabei um unterschiedliche Systeme handelt? Die Teile von "Windgenkits" sind für einen H-Rotor (Darrieus Prinzip), die Anlagen von STARKWIND.NET sind C-Rotoren (ich wusste gar nicht dass es da ein kommerzielles Angebot gibt) und damit Widerstandsläufer.

Für welches System Du Dich entscheiden solltest hängt hauptsächlich von den bei Dir vorherrschenden Windverhältnissen ab. Bei meinen Versuchen war der H-Rotor dem C-Rotor immer etwas überlegen, allerdings ist er wesentlich komplizierter im Handling. Ob es inzwischen einem zum H-Rotor passenden Regler zu kaufen gibt ist mir auch nicht bekannt. Das ist aber das wichtigste Bauteil einer VAWT mit H-Rotor, weil man den ganz schnell überbremst.

Wie gut der H von Windgenkits ist, kann ich nicht beurteilen, weil man nicht sieht (gezeigt bekommt) welches Profil die Flügel haben. Mechanisch sieht das für mich aber nicht überzeugend aus: Nur eine Strebe an der die Flügel hängen, das schreit geradezu nach pendelnden Flügeln...

Die C-Flügel sehen mechanisch ganz gut aus, allerdings "stört" mich, dass der Vorflügel nur ein Halbkreis ist. Eine leichte Profilform ist auf der Gegenwindseite strömungsgünstiger und der Flügel bringt dadurch etwas mehr Leistung.

Weil wir gerade bei der Leistung sind: Um den 1KW Generator auszuschöpfen brauchst Du beim C-Rotor mit 1,5m Höhe und Durchmesser so etwa 15m/s Wind (wohl eher noch mehr), beim H ist es vielleicht 1m/s weniger..

[Bernd]

Hallo Karl,
auch von mir viele Grüße nach "da unten".

Wenn du dich noch nicht so lange mit der Nutzung der Windenergie befasst unterliegst du sehr warscheinlich noch ein dem Einfluß der Werbedaten der Industrie.
Es wird nämlich nirgends so dreist gelogen wie im Bereich der Kleinwindanlagen.
So wirst du, wenn du auf ca. 1kW Ernte hoffst, ganz sicher nicht mit einem Windrad glücklich das nur 1m² Fläche hat.
Ich persönlich habe eins mit 1,2 m² das pro Jahr nicht mehr als ca. 80 kwh erwirtschaftet.
1 kW habe ich alleine schon bauartbedingt noch nie auf der Anzeige gesehen.

Der C-Rotor hat vergleichsweise einen relativ geringen Wirkungsgrad, arbeitet dafür aber sehr unproblematisch und genügsam.
Bei dem von Herbert angesprochenen "H-Rotor" (das ist ein Vertikalwindrad mit flügelartigen Auftriebsprofilen, wie das aus dem Windgen Kit, nach dem Darrieusprinzip) ist es genau umgekehrt.
Aber mit beiden wirst du warscheinlich niemals an die 1kW Grenze kommen, bei normalen Wind nicht mal in deren Nähe. Dazu müssten die Rotoren viel viel größer ausfallen.
Außer bei wirklich extremen Sturm wirst du vermutlich stark enttäuscht werden.

Bei einem Wechselrichter ist ganz besonders wichtig das er mit der stark schwankenden Spannung der Generatoren hinter einem Windrad klar kommt.
Dazu muss er zwingend einen großen Eingangsspannungsbereich besitzen.
Moderne Wechselrichter zur Windenergienutzung haben da in etwa einen Faktor zwischen minimaler und maximaler Eingangsspannung von etwa 1:10 teils sogar noch einiges mehr.
Die Windiboys hatten, wenn ich mich recht entsinne, nicht mal 1:3

Laut Aussage besteht die Möglichkeit einen SB mittels Software Änderung in einem WB umzukonfigurieren.

Genau das ist das Problem!
Die Windiboys waren einfache Solarwechselrichter bei denen man versucht hatte einfach die Software ein bischen an die Bedürfnisse bei der Windenergienutzung anzugleichen, mehr nicht.
Die Hardware war aber für die Gegebenheiten im Solarbetrieb ausgelegt. Daher auch der viel zu geringe Eingangsspannungsbereich.
Das ist unter anderem wohl auch der Grund warum die Dinger wieder vom Markt verschwunden sind.

Ich würde Dir raten gleich einen richtigen Wechselrichter zu kaufen der von vornherein für die Windenergienutzung konzipiert wurde.
Es gibt da diverse Anbieter z.B. Ginglong aus China oder Aurora und noch ein paar andere.
Die sind auch nicht teurer als früher die Windiboys, eher günstiger und taugen wenigstens etwas.

Und wenn du nicht nur einmal kurz in einem Orkan für Sekunden die 1kW zur Verfügung haben willst muss das Windrad auch bei weitem größer werden als 1m².


Grüße

Bernd

[WindDownunder]

Erstmal vielen Dank fuer die Antworten. Werde das erstmal verdauen und etwas mehr Nachforschung betreiben.

Beste Gruesse Karl

[WindDownunder]

Hallo Forummitglieder,

Ich bin mit meinen Ermittlungen etwas weiter gekommen und moechte um Rat fragen.

Habe Fluegelprofile in Australien gefunden und moechte diese fuer eine 5 Fluegel VAWT benutzen.

Als Anlage Infos ueber den Fluegel und ein Spread Sheet ueber die geplanten Rotor Abmessungen sowie details von 2 Generatoren die eventuell passen wuerden.

Ich nehme an die Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit des Rotor ermittelt die Leerlaufdrehzahl.

Gibt es eine Info wie die Lastdrehzahl ermittelt wird. Ich nehme ja an dass der Rotor an Geschwindigkeit verliert sobald der Generator mit dem Wechselrichter verbunden ist.

Ich habe auch mittlerweile das Generator Berechnungstool etwas gequaelt. Es ist wirklich sehr gut und ich hoffe dass ich eventuell doch einen Generator selbst bauen kann. Ich moechte halt einen Wechselrichter anschliessen sodass ich eine AC Kopplung zum Sunny Island & Sunny Boy machen kann. Soweit meine anfaengliche Berechnungen stimmen gibt dass einen Generator mit einem halben Meter Durchmesser.
Ich hoffe auf ein paar Ratschlaege. Gruesse Karl

[Bernd]

Ich halte so ein Hochauftriebsprofil das alles andere als speziell für die Bedürfnisse bei Vertikalrotoren etnwickelt wurde für mehr oder minder ungeeignet für diesen Einsatzzweck.
Es ist meiner Meinung nach viel zu asymetrisch geformt um den nötigen Bedürfnissen entgegen zu kommen.
Ein NACA 0018 wäre vermutlich besser geeignet oder besser noch das Delfter Profil.

Der Gegenerator hat 1,4Nm Anlaumoment.
Bei einem Rotordurchmesser von nur 1,5m sind diese 1,4Nm schon eine große Hürde für einen anlaufschwachen Vertikalrotor.

BTW, wie hast du denn die Drehmomentwerte des Rotors in deiner Rechnung ermittelt??


Grüße

Bernd

[WindDownunder]

Hallo Bernd, danke fuer die Antwort. Wenn Du auf die Zelle im Spread sheet gehst kannst Du sehen nach welcher Formel ich das Drehmoment berechnet habe.

Wuerde mich trotzdem freuen wenn ich einen Hinweis bez. des Verhaltens Leerlaufdrehzahl zu Lastdrehzahl bekommen wuerde. Danle vorab,.

Gruss Karl

[Bernd]

Ganz grundsätzlich kann man sagen das bei einem Auftriebsläufer Leerlaufdrehzahl und optimale Nutzdrehzahl nicht so weit auseinander liegen wie einem einem Windrad nach dem Widerstandsprinzip wie z.B. einem Savonius oder C-Rotor.
Grobe Richtung sind beim Auftriebsläufer, also z.B. Darrieus so etwa 25% weniger Nutzdrehzahl gegenüber dem Leerlauf.
Genauer kann man das nur durch Ausprobieren beim jeweiligen Windrad heraus finden, auch weil es da keinen konstanten Wert gibt der für alle Windräder gleichermaßen gelten würde.


Grüße

Bernd

[picowindmiller]

Hallo Karl,
vor langer Zeit habe ich mal einen Beitrag im Netz gefunden, der als Basis für deine Entwicklungen dienen könnte. Als Generator könnte ein 1 KW Motor für E-Bikes bzw. Elektroroller dienen, die mehr als nur 25 km/h aud die Reihe kriegen. Anhand der bei dir vorherrschenden Windgeschwindigkeit lassen sich die Windradmaße grob dimensionieren. Ich meine damit den Durchmesser des gesamten Windrades multipliziert mit der Höhe der Flügel. Irgendwo hier im Forum habe ich mal eine Datei eingestellt, die die Leistung des Windes in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit mathematisch gut aufbereitet darstellt. Ich finde es nur nicht wieder. Stell dir vor, deine Konstruktion wandelt etwa 20 Prozent der in anströmenden Wind enthaltenen Energie in Elelektroenergie um. Da kannst du grob kalkulieren, wieviel Quadratmeter Erntefläche du für dein Windrad brauchst. Es ist eine große Herausforderung an die mechanische Konstruktion des Mastes und des Windrades um etwas zu bauen, was dauerhaft und stabil funktioniert. Ich drücke dir sämtliche Daumen und hoffe dir eine inspirierende Anregung gegeben zu haben.
Viele Grüße
N.B.