Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Bernd » Fr 3. Jul 2009, 19:19

Hallo Leute

Heute viel mir diese Darrieus Konstruktion auf bei der die Achse geradezu erschreckend lang und dünn ist.
Man kann sich ja kaum vorstellen das das Ding Stürme überstehen kömnte, wird es aber wohl.

http://www.youtube.com/watch?v=fNudnI5tzf8

Bild



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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon jb79 » Mo 13. Jul 2009, 11:33

So hab die Webseite gefunden, laut Datenblatt soll das Teil 47m/s aushalten, das sind knapp 170km/h.

Die Daten müßte man mal nachrechnen, aber 1,2kW bei 11,2m/s (ca. 40km/h) halte ich eigentlich für eine recht realistische Angabe.
lg Jürgen
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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Bernd » Di 14. Jul 2009, 22:19

Was ich so wahnsinnig finde, ist die Länge des Hebelarms die der Rotor durch seine Höhe bei
einseitiger (!!) Lagerung bietet. Dieser lange Hebelarm wirkt bis zur Befestigung des Rotors
hinunter auf die Achse kurz über dem Generator.
Und wir machen uns Gedanken ob man mit einem zentralen Tragarm bei einem fünftel dieser
Höhe klar kommt. :)

Für mich ist nicht nachvollziehbar wie sowas halten kann. Ich würde mir eine deratige Konstruktion
nie trauen in Betrieb zu nehmen. Schon gar nicht würde ich dem Ding 1,5 fache Orkanfestigkeit zutrauen.

Die Leistungsangaben scheinen tatsächlich wenig oder sogar gar nicht geschönt, mit Ausnahme der
anivisierten jährlichen Ertragsleistung.
Geradezu erstaunlich gering erscheint die Angabe von nur ca. 500 Watt bei 8m/s und das bei immerhin
7,4 qm Rotorfläche. (Entspricht einem Gesamtwirkungsgrad von ca. 21,6 %)
Eine bittere Pille ist auch das unter 4m/s praktisch überhaupt keine Leistung erzeugt wird.

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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Vertikalwindrad » Mi 15. Jul 2009, 10:42

Das ist ja was interessantes der geringe Durchmesser lässt recht hohe Drehzahlen zu aber ich finde da fehlt was dran und zwar die Vorflügel
Hier brauchen die bestimmt gute Lager intressant wär das teil mit Horizontaler achse laufen zu lassen.
oder an Häuserecken usw.

Ich glaub die Kraft verteilt sich recht gut wenn das Teil Rotiert aber der Zntrale Aufnahmepunkt ist Garantiert ne Schwachstelle
und 170 Kmh wind hab ich in den letzten Jahren öfter mitbekommen.

Auch könnten sich unwuchten bilden die zwar sehr leicht sein können aber mit verherenden Auswirkungen besser wer die Form eines Kreisels
da dann die obere Spitze nicht verselbstständigen.
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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Menelaos » Mi 15. Jul 2009, 22:30

Vielleicht befindet sich im Mast unter dem Rotor ja noch ein weiteres Lager, dann sähe die Sache schon wieder ganz anders aus...
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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Bernd » Mi 15. Jul 2009, 22:52

Von einer guten Lagerung mit entsprechenden, die Kräfte aufnehmenden, Lagern gehe ich fest aus.
Die Achse bleibt aber dennoch spindeldürr. Auch beeinflussen die Lager nicht die Hebelkräfte die
im Bereich des Generators auf das angeflanschte Achsrohr wirken. Bei über 6m freitragender Länge
geh ich fest davon aus das man diese dünne Achse um einiges verbiegen kann auf dieser
Länge, auch von Hand. Bei 47m/s würde ich mal annehmen das sich die Achse an der oberen Kante
um vielleicht 1m verbiegen könnte.
Was mich fasziniert ist die Tatsache das wir evtl. alle total überdimensionieren und viel zuviel
Angst haben, wenn selbst so ein einseitig gelagerter spindeldünn gelagerter Spargel einen Mega Orkan überlebt.
Da ist ja wirklich jeder andere Rotor super sturmsicher gelagert gegenüber diesem Ding.

Grüsse

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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Carl von Canstein » Do 16. Jul 2009, 09:03

Ob die Regel, dass die Achse mindestens ein hundertstel des Rotordurchmessers betragen muss, nun der Weisheit letzter Schluss auch fuer uns und unsere Vertikalachser ist, kann ich nicht so genau beantworten,

jedenfalls gibt Christian Kuhtz dies fuer Horizontallaeufer in seinem Heft "Windkraft, ja bitte" an.

Der Spargelrotor auf dem Foto hat schaetzungsweise 8-10 Hundertstel vom Rotordurchmesser als Achsstaerke, also mindestens 8 mal soviel, womit diese ja eigentlich recht stark dimensioniert ist !

Allerdings ist da wirklich noch die Laenge des Rotors mit der damit verbundenen Hebelkraft zu beachten. Auch die Verbiegbarkeit einer so langen Welle in sich muesste starke Schwingungen aufschaukeln, die erst mal konstruktiv aufgefangen werden wollen oder andernfalls Materialermuedungen verursachen, also Schaeden, die oft erst viel spaeter zu Buch schlagen.
Waere die Rotorkonstruktion statisch wie ein Gittermast als Ganzes, also mit Fluegeln und Verstrebung in sich stabil und steif, so waere da immer noch der Knickpunkt unterhalb des Rotors an der Lagerung, der durch die enorme Hebelwirkung mit der grossen Rotorlaenge entsteht.
Vielleicht genuegen ja die 8 Hundertstel vom Rotordurchmesser, um diese Kraefte ausreichend aufzufangen. Hier kommt es sicher auch auf das Material der Welle an, welche Stahlsorte, wie gehaertet usw. Ein Thema also aus der Materialkunde.
Genaueres koennte Euch vielleicht jemand sagen, der sich beruflich oder studienmaessig damit auseinandersetzt.
Waere ja schoen, wenn sich jemand mit Fachausbildung an unseren Entwicklungen beteiligen moechte oder wenigstens einer von uns sich von diesen Kuensten leiten liesse.
Denn dieses Thema hat fuer uns noch einiges auf Lager!
Das merkt einer aber wohl erst, wenn er wie ich 20Jahre lang oder mehr Ratespiel mit Materialauswahl und Konstruktionsweise gemacht hat! Es macht eben mehr Spass, sich dem Spiel beim Bauen und Basteln hinzugeben!!! :D
Wenn ich Euch auf meine persoenlichen Fehler aufmerksam mache, dann warum wohl?
Ach so, ja, dass mit der horizontalen Anordnung eines solchen Rotors ist etwas tueckisch wegen der Einwirkung der Schwerkraft. Ich habe Erfahrungen mit einem Modell gemacht und kann deshalb erste Hinweise geben: Wenn der Rotordurchmesser hierbei minimalst gehalten bleibt, also ein ganz schmaler "Spargel" grosser Laenge, moeglichst mit mehreren Lagerungen in Einzelabschnitten auf der Laenge genommen wird, hat man eine hohe Drehzahl bei gutem Drehmoment und kann vielleicht neben den Schwingungen durch Achslaenge auch die Schwerkraftlastwechsel der Fluegel besser auffangen. Ein Rotor mit 1m Durchmesser und 1m Fluegellaenge, wie ich ihn gebaut hatte, kann ganz schoen problematisch durch Schwerkraftwechsel werden. Diese treten zwar auch an Rotoren auf, bei denen der Abstand der Fluegel zur Drehachse relatív klein ist, sie wirken sich aber nicht so schlimm aus. Die Last der Fluegel auf kurzen Tragarmen wird besser aufgefangen weil die Tragarme zur Schwerkraft wie Hebel wirken, je laenger die Tragarme, desto wirkungsvoller. So erklaere ich mir das jedenfalls, ob es stimmt, sei dahingestellt. Bei extremem Starkwind beutelten sich bei dem 1m Modell auch die Leitflaechen aus Alu enorm nach aussen weg, es entstanden starke Schwingungen, obwohl der Rotor relativ gut ausbalanciert war. Ein sehr langer duenner Spargel, horizontal liegend und mehrfach gelagert sollte eigentlich besser funktionieren, ich hab´s aber noch nicht probiert.
Tatsaechlich mussten die Tragarmverbindungen bei meinem breiteren Modellschon nach wenigen Monaten Betrieb repariert werden.
Irgendwo hier im Forum hatte ich ja ein Foto von diesem Monster reingestellt (oder war das bei Kleinwind?). Falls jemand es findet und den Link hierhersetzt, gut, ich kann aber auf Wunsch das Foto auch nochmal hochladen.
Gruss, Carl
Carl von Canstein
 

Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon homatec » Mo 27. Jul 2009, 20:27

Hallo,

hier ein Bericht zur Konstruktion.

http://www.nrel.gov/wind/smallwind/pdfs/mariah_report.pdf

Die hatten noch ein paar andere Probleme, allerdings alle lösbar.
Das schlechteste Ergebniss ist aber die Leistung. Am Teststandort wurde nur ca. 50% der angenommenen Ausbeute produziert.

Grüße
Rainer
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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Bernd » Di 28. Jul 2009, 18:54

Erstaunlich wie offen sie die genannten Probleme darlegen.
Sicher wenig verkaufsförderlich so ein Bericht, aber immerhin ehrlich.

Grüsse

Bernd
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Re: Darrieus Spargel, warum knickt das Ding nicht ab ?

Beitragvon Menelaos » Mi 29. Jul 2009, 22:13

Immerhin sieht man dann schon mal was verbessert wurde und warscheinlich nicht mehr kaput gehen wird...
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