Leistungsvergleich Darrieusprofile

[Rainer]

Hier noch mal die erste Grafik mit den dazugehörenden Erklährungen:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File: ... imated.gif

[seb]

Hallo,

Hier mal ein Vergleich zwischen einem Normalprofil (oben) und einem S-Schlag-Profil (unten):

norm-s-schlag.jpg (27.01 KiB) 13185-mal betrachtet

Das Normalprofil hat einen negativen Momentenbeiwert. Das heißt, daß das Profil
im angeströmten Zustand die "Nase" (Vorderkante) herunterdrückt.
Dies ist bei einem Darrieus mit Profilen mit der Oberseite nach innen eher hinderlich,
da der "Drehwillen" des Profils gegen die Drehrichtung des Darrieus wirkt.
Umgekehrt verhält sich das S-Schlag-Profil. Es nimmt die Nase im angeströmten Zustand nach oben,
im Darrieus also wirkt es mit der Drehrichtung mit.

Ich bin der Überzeugung, daß dies der Schlüssel für ein gutes Schnellstartverhalten des Darrieus-
Typs ist.

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Hallo Sebastian und danke für die Erklärung.
So wie ich dich verstanden habe wirken auf das Profil Kräfte die es um einem innerhalb des Profils
befindlichen Drehpunkt verdrehen wollen ?
Dieser Tage hatte ich eine Abbildung eines im Sturm zerstörten Vertikalrotors gesehen der rein optisch
einen guten Eindruck machte. Mir fiel dabei auf das sein Profil auch einen deutlichen "S-Schlag" aufwies.

Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo Bernd,

Ja, genau so.
Ich glaube, daß dieser Dreh-"Willen" der S-Schlagprofile
positiv auf das Startverhalten wirkt.

Bin aber noch auf der Suche nach einem Profil, welches einen kräftigen
Momentenbeiwert hat, aber auch einen hohen Auftrieb bei gleichzeitig
niedrigem Cw-Wert besitzt.

Die eierlegende Wollmilchsau also.
Na mal sehen....

Sebastian

[Rainer]

Wenn Ihr vom Startverhalten sprecht, heisst das dass Eure Darrieus Turbinen von selber anlaufen?
In der Literatur liesst man immer dass die Darrieus Windkraftanlagen in der Regel nicht von alleine anlaufen sondern erst angedreht werden müssen.

[Bernd]

Ob sie von alleine anlaufen ist im Grunde nur davon abhängig wie leichtgängig die Rotorlagerung und vor allen
der Generator ist. Die Darrrieus Rotoren auf meinem kleinen Teststand sind immer von alleine angelaufen.
Der ist allerdings auch super leichtgängig gelagert.
Winzige Blattprofile mit einem hohen TSR erschweren einen Selbstanlauf ganz sicher erheblich.

Grüsse

Bernd

[seb]

Bernd,

Dein letzter Satz unterstützt auch meine Theorie. Damit wäre
der Hebel, der an einem längeren Profil, also an einem Breiten Flügel wirkt wesentlich größer.
Somit würde der Darrieus leichter von selbst anlaufen...

Sebastian

[Bernd]

Ja das denke ich auch. Im Stand wird mind. ein Teil der "Schubkraft" um das Ding in Bewegung zu setzen sicher auch
durch den reinen Widerstand, den das Profil für den Wind darstellt, entstehen. Vielleicht sogar der überwiegende Teil ?
Mini Profile und mini Solitity, wie sie bis heute immer noch von eingen "Experten" als optimal angepriesen werden,
scheinen mir für den realen Betrieb reichlich ungeeignet zu sein.
Nur auf hohe Drehzahl setzen, durch den Einsatz solcher dünnen Winzlinge, scheint mir ein bisschen zu einfach gedacht
zu sein. Es gibt weit mehr Aspekte bei der Konstruktion als nur die Verhinderung des Strömungsabrisses durch hohe TSR.

Ich glaube in der Vergangenheit haben die meisten Konstrukteure die Überlegungen zu sehr aus eben dieser beschränkten Sicht
vorgenommen und zu wenig aus "Darrieus" Sicht was bedeutet das man mehr Faktoren berücksichtigen muss als nur die klassischen
Gesichtspunkte einer Profilwahl wie sie z.B. beim HAWT eher zutreffend wären.
Der Darrieus hat eben Besonderheiten die ein abweichen bzw. angleichen der Profilwahl an die Erfodernisse nötig machen.

Ich glaube wir sind mit dem Delfter und anderen S-Schlag Profilen auf einem guten Weg.

Grüsse

Bernd

[labitrail]

Hallo Bernd,
Du sprichst weise Worte gelassen aus. Ich verfolge mit Spannung diese Diskussion und habe über genau solche Profiländerungen nachgedacht. Ich hoffe, Unser Propellerhersteller hier ist bald in der Lage mir diverse Profile für Versuchszwecke aus Holz zu fräsen, dann kann ich das endlich mal testen. Den Stand dafür baue ich mir gerade.
Gruss Bodo

[MaRiJonas]

Hallo zusammen,

ihr seid ja eine tolle Community hier. Ich habe mit Bewunderung den langen Thread und die vielen Überlegungen gelesen.

Zur Überlegung ob die Profiloberseite nach innen oder außen montiert werden soll, möchte ich folgende Überlegung beisteuern:

Bei einem Flugzeugprofil entstehen durch Unter- und Überdruck Kräfte auf die Tragfläche. Die Kraftrichtung wird bestimmt durch die darunter liegende Fläche, denn darauf steht sie senkrecht. Die Summe aller Kräfte ergibt eine Resultierende und diese sollte möglichst weit entfernt der Drehachse verlaufen, damit sie einen großen Hebelarm hat. Durch die dicke Nase des Profils, entstehen da die größten Kräfte mit einem Schubanteil und zwar beim Flugzeug nach oben vorne gerichtet. Montiert man dieses Profil in einen Darrieus, mit der Profiloberseite nach außen, dann trifft die Resultierende etwa die Rotorachse, da vom Winkel der Resultierenden, der Winkel zwischen Profilnase-Drehachse-Profilmitte abgezogen wird.

Umgekehrt und vermutlich etwas einfacher ausgedrückt: Montiert man die Profiloberseite nach innen hat man bereits einen Hebelarm, der etwa einer viertel Profilbreite entspricht (ungleichmäßige Kräfteverteilung auf dem Profil) und daran zieht die Resultierende Kraft so 85° nach vorne innen!!!

Nur dieser kleine Anteil an Resultieren, beziehungsweise dieser kleine Hebelarm macht Energie bzw. Beschleunigung. Alles andere sind nutzlose Kräfte die gegen die Welle drücken, oder aber sinniger Weise der Fliehkraft entgegen wirken, was ja auch nicht zu verachten ist.

Soweit meine Ideen in aller Frühe.

Richard