Lenz 2 Rotor - Evolution zum C-Profil

[bambuz]

Sodelle, nach vielen Wochen Sammeln von Informationen beteilige ich mich hier auch mal aktiv und stelle mein Windrad vor das ich mit Hilfe der vielen Tipps aus diesem Forum zusammenbauen konnte.

Es handelt sich um einen Lenz2 Rotor mit 3 Armen, Höhe knapp über 100cm, Durchmesser ca 65cm.
Als Material habe ich Edelstahl verwendet, das Ding soll ja eine Weile auf dem Dach stehen ohne zu rosten.
Ich habe Wert darauf gelegt das ganze modular zu bauen, so dass Änderungen und Verbesserungen nachträglich möglich sind.
Bauzeit war ca 2 Monate. Am längsten hat allerdings die Informationsbeschaffung gedauert und die vielen verschiedenen Meinungen gegeneinander abzuwägen und eine eigene Meinung zu bilden.
Jetzt hakt es noch am Generator. Das stellt für mich das größte Problem dar. Ich habe keine Ahnung vom Generatorbau und die vielen Dinge die man beachten muss wenn man selbst einen baut haben mich bislang abgeschreckt. Kaufen kommt auch nicht in Frage - ich habe recherchiert und mir echt Mühe gegeben aber keinen langsam laufenden Generator gefunden der meinen Ansprüchen genügt, bezahlbar ist und (am wichtigsten) auch noch Leistung liefert.

Daten über die Leistung und Anlaufverhalten kann ich leider nicht liefern, das Windrad ist zu neu und es gab bislang keinen wirklich windigen Tag - es ist aber auch ein komischer Herbst

Ich bitte um Kommentare und Kritik.

Hier erstmal Bilder und ein Video:






[

[Ilias]

hallo bambuz,
schickes windrad haste da gebaut. leider hast du paar kleine fehler drin.
als erstens sieht die konstruktion sehr interessant aus und es scheint stabil zu sein.
durch den kleinen durchmesser wirst du gute drehzahlen bekommen. die nur punktgeschweisten bleche sind eher schlecht dafür. ich würde dir empfehlen ein paar stellen 3-4 cm lange nähte zu ziehen.
lege auf die gegenüberliegende seite dickes flacheisen fest dran, dann nimmt es einiges an wärme ab und du bekommst kaum verzug durch das schweißen rein. ich hoffe du weist wie ich das meine.
dann würde ich die senkrechten gewindestangen entfernen. wenn du pech hast enstehen dort verwirbelungen was eher schlecht ist. das befestigen an den tragarmen mit jeweils 3 schrauben oben und unten sollten eigentlich langen.
dann sehe ich das du die 9 grad flügelverstellung genau falsch herum gemacht hast . die 9 grad musst richtung nach innendurchmesser.
die entkappen von den flügeln musst du zumachen. die löcher lassen den wind raus was seinen wirkungsgrad immens mindert.
sry für die kritik soll dein werk nicht schlecht machen sondern nur effizienter machen
wegen dem generator musst du uns noch paar daten geben was du damit vor hast und ob es überhaupt mit der größe möglich ist.
mach dir schonmal ein paar gedanken wegen übersetzen, ich denke das wird nötig sein. vielleicht hast du ja schon ne idee die man besprechen könnte.
gruß
Ilias

[Ekofun]

Hallo Bambuz,

schöne Arbeit,ich habe keine Kritik an Arbeit weill ich vom Lenz und andere Rotoren auser Savonius,keine Ahnung habe.Savonius habe mehrmals gebaut,zwar kleine aber das macht nichts,kann ich auch größere machen,und Horisontalleufer habe gemacht,da kenne mich aus.

Sagen Sie ihre Wunschvorstelung über Geni,was sollte er Leisten,bei welchen Drehzahl soll er Anfangen zu Laden,welche Spanung und so weiter.
Dann kuken wir weiter was und welche Geniart kommt in Frage,denke am besten were eine Eisenlose.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Hallo Bambuz, dein Rotor wird sicherlich viele Jahre halten, wo er doch komplett aus Edelstahl ist.
Was mir auffällt sind die relativ zierlich wirkenden Flügeldimensionen. Kann es sein das die Dimensionen
ursprünglich für einen 50cm Rotor berechnet waren und du dann die Flügel auf einen grösseren
Durchmesser montiert hast ? Bei den Gewidnestangen sehe ich kein Problem.

Auf dem einen Foto sieht es so aus als ob zwischen der geraden Seitenfläche und den halbrunden Vorderteil
Licht durch eine Ritze schimmert. Falls das der Fall ist und da eine Ritze wäre solltest du diese unbedingt
verschliessen, denn es entsteht Unterdruck an dieser Stelle aussen am Rotorblatt und das würde zur
Verlusten führen.

Was willst du denn mit der erzeugten Energie anfangen ? Danach richtet sich die Höhe der Spannung die dein Generator
abgeben muss. Ohne Übersetzung würde ein Generator recht teuer werden, denn je niedriger die Generatordrehzahl
desto teurer und grösser muss er werden. Ohne Übersetzung schätze ich mal grob 300 - 500 Euro. Auch wenn er nur wenig
Leistung erzeugen muss wird er dann so teuer. Bei den heutigen Magnetpreisen vielleicht auch noch mehr.

Grüsse

Bernd

[bambuz]

Vielen Dank für eure Antworten

@Bernd
Die Flügel sind zwar nur gepunktet, allerdings dicht. Ich werde es mir nochmal anschauen, bin aber sicher dass da keine Lücke ist durch die Licht schimmern könnte.
Die erzeugte Energie (viel wird es ja nicht sein) wollte ich direkt ins Hausnetz einspeisen und quasi direkt verbrauchen.

@Ekofun
Tja, Wunschvorstellung - schwierig. Um das ganze ins Netz einzuspeisen braucht man ja einen Wechselrichter. Also sollte der Generator darauf ausgelegt sein die nötige Spannung schnell zu erreichen und außerdem den kleinen Rotor nicht unnötig stark auszubremsen. Wie liege ich mit einem Wunschertrag von 150-200 Watt?

@ilias
Ich halte durchgeschweißte Nähte eigentlich für ein bissl übertrieben, die Punkte müssten das ganze auch so halten. Die Gewindestangen lasse ich verschwinden, danke für den Tipp. Die Löcher oben und unten werden natürlich zugemacht (Schande über mich) das hab ich vor lauter Montage vergessen. Erklär mir mal bitte warum es mehr Sinn macht die 9° nach innen statt außen zu stellen. Ich habe mir vorgestellt dass der Wind mehr Angriffsfläche hat wenn die Nasenspitzen nach außen zeigen.
Alles in allem ist der Rotor noch erweiterbar, der Rahmen ist ca 30cm breiter als der aktuelle Rotor, man könnte hier noch erweitern.

Wegen der Dimensionierung habe ich mir auch Gedanken gemacht. In der CAD-Zeichnung sah das ganze noch sehr gut proportioniert aus, mittlerweile finde ich auch dass die Flügel etwas klein geraten sind. Vielleicht montiere ich neue oder andere Flügel - vielleicht mit C-Profil. Ich bin nur nicht sicher welche Flügelform den besseren Wirkungsgrad hat.

[Ilias]

hi bambuz,
lenz hatte die anlage im windkanal getestet. die 9 grad ergaben sich als am effektivsten.
die schweißnähnte würde ich machen weil du keine sturmsicherung eingebaut hast. man weis ja nie.
ich meine hier war mal ein beitrag wo die punktgeschweisten flügel von einem anderen user hier im forum, bei einem sturm aussernander geflogen sind.
kannst du uns mal bitte auch die maße von den flügeln genau geben? dann kann man sehen ob die flügel zu klein oder ok sind.
mit dem tool hier aus dem forum kannst auch dann die drehzahl mit und ohne last sehen und was der in deiner größe leisten kann.
der wirkungsgrad eines c-flügels und eines lenz2 sollten in etwa gleich sein deswegen brauchst du nicht unbedingt neu flügel bauen. wobei ich beide vom optischen sehr schön finde.
gruß
Ilias
PS: es gibt im internet ( wo genau weis ich nicht mehr ) eine auslegung von lenz. dort beschreibt er meine ich warum die 9 grad nach innen müssen. dort sind auch videos von den windkanal test die er gemacht hat.

[Bernd]

Für eine Einspeisung ist das Windrad eigentlich ein bisschen zu klein denn der mir bekannte günstigste Einspeiser kostet
immerhin 500 Euro. Wenn das nicht abschreckt wäre es mit dem Windmaster von Mastervolt vielleicht möglich.
Evtl. müsste man die Steilheit seiner Arbeitskurve bearbeiten. Ob das klappt kann ich nicht sagen.

Der Anstellwinkel beim Lenz 1 war so ausgelegt das die äussere Kante des runden Vorflügels und das Heck auf der gleichen
Kreisbahn rotierten. Beim Lenz 2 ist das, durch die dickeren Proportionen bei kürzerer Seitenfläche, nicht mehr ganz der Fall.
Dein derzeitiger Anstellwinkel bewirkt aber das Gegenteil, das Heck kommt nicht weiter nach aussen sondern nach innen.
Auch wenn das ganze gut fehlertolerant ist, wird sich so eine schlechtere Leistung einstellen.

Ich bin ebenfalls der Meinung das C-Rotor und Lenz in etwa vergleichbare Ergebnisse liefern sollten, vorausgesetzt beide
sind optimal proportioniert. Fallen die Flügelproportionen zu klein aus, entsteht zuviel "ungenutzer Raum" zwischen den Flügeln
und die Leistung sinkt deutlich. Grundsätzlich funktionieren sollte es aber trotzdem.
Von der Optik her finde ich persönlich den C-Rotor deutlich ansprechender.

Lenz als auch C-Rotor besitzen unter optimaler Belastung eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 0,6 mal so schnell wie der Wind bläst.
Beispiel:
Wenn der Wind mit 3m/s bläst beträgt die Umfangsgeschwindigkeit ca. 3m/s mal 0,6 = 1,8 m/s
Je nach Durchmesser/Umfang kann man sich daraus dann die Drehzahl berechnen.
3 m/s würde ich ungefähr als Nutzbeginn anstreben.

Grüsse

Bernd

[bambuz]

Das sind die Maße des Flügels. Das ganze ist dann noch 1m hoch. Ich habe heute die Flügel demontiert und die Gewindestangen entfernt. Macht noch immer einen sehr stabilen Eindruck und wiegt weniger. Also schonmal was gewonnen. Die Flügelhalter habe ich umkonstruiert, so dass sie keine großen Löcher mehr am Ende haben, in Stufen verstellbar sind und die geforderten 9° Winkel einstellbar sind. Morgen werden die Dinger lasergeschnitten, dann kann ich Abends wieder aufs Dach und montieren.
Zum Thema Generator habe ich hier im Forum Beiträge mit Elektromotoren für Fahrräder gefunden. Was haltet ihr davon? Das Anlaufdrehmoment ist ziemlich hoch bei den Dingern, ich habe selber so ein Ebike und weiß wie schwer es ist ohne Strom zu treten. An eine Übersetzung ist dann garnicht mehr zu denken.

Die Anschaffungskosten für die Elektronik sind natürlich ordentlich, aber wenn man optimistisch davon ausgeht dass die Kosten (bei 3-4 Windrädern) in 2-3 Jahren wieder erwirtschaftet werden lässt sich das verkraften.

[acert]

Hi,

sehr schönes Windrad!

Zum Thema Generator, ich bastele momentan immernoch an meinem MCFUN F265 Radnabenmotor (250W, 200 U/min)
Ich habe eine 1:5 Übersetzung vorgesehen. Aktuell Drehe ich die hierfür benötigten Riemenscheiben.

Angetrieben wird der Generator dann von einem 1x1 m Savonius (Klassischer 2-Schalen Rotor)



Leider kann ich an dieser Stelle noch keine weiteren Infos geben, aber wenn ich soweit bin werde ich selbstverständlich das gesamte Projekt in einem Seperaten Thread vorstellen und auch Messungen, Daten und Fakten dazu veröffentlichen.



Viele Grüße


Dominik

[Wolle]

@ bambuz:

Ich würde an deiner Stelle nochmal die Maße einer Flügel überdenken, bevor du den Laser anwirfst, wäre Schade drum.
Die Maße stimmen hinten und vorne nicht.

Wenn dein Rotordurchmesser 85cm ist, sollten die Flügel folgende Maße haben.

Lenz II.JPG (38.08 KiB) 13761-mal betrachtet

Also deine Flügel sind viel zu klein!!!


Auch deine Wirtschalftlichkeitsrechnung geht so garantiert nicht auf.

Grüße Wolle