Carl von Canstein
Die Wikipedia sollte transparenter werden. Wer hier aktiv mitwirkt, sollte auch sein Gesicht zeigen wie im richtigen Leben. Alle, die an diesem Projekt mitarbeiten, sollten dies aus vollem Herzen und ohne Angst tun. Auch mit ihrem Namen.
Interessen
Bearbeiten- Ich interessiere mich für alles, was mit umweltfreundlicher Energiegewinnung und Umwelttechnik zu tun hat. Hauptsächlich für Windkraft mit unkonventioneller Technik. Am liebsten experimentiere ich an neuen oder alten Erfindungen herum, manchmal hecke ich auch selber was aus.
Aktivitäten
Bearbeiten- Auf dem Gebiet der Windkraftkonverter, speziell bei den Typen Darrieus-Rotor und Savonius-Rotor, die auch unter Windkraftanlage zu finden sind, habe ich an der Weiterentwicklung der aus dem Lehrstoff und der Fachliteratur bekannten Technik gearbeitet.
Bevor ich mich mit Windkraft und auf dem Gebiet besonders mit dem Rotor von Prof. Nguyen von der Ecole Polytechniqe Thies/Senegal beschäftigt habe, hatte ich privat an der Weiterentwicklung einer Solarpumpe gearbeitet, deren Ursprung in Ägypten vermutet wird und die als Ewiger Brunnen von Salomon de Caus im Buch: Alte Forscher aktuell - Die Sonnenwärme und ihre industriellen Anwendungen - Augustin Mouchot 1825-1912 - vom OLYNTHUS VERLAG - näher beschrieben wird. Das Buch wurde von Friedrich Griese aus dem französischen übersetzt und von Rudolf Weber bearbeitet und es erzählt von der umweltfreundlichen Technik - insbesondere der Solartechnik - aus dem 19.ten Jahrhundert in Frankreich. Eine ohne mechanisch bewegliche Teile funktionierende weiterentwickelte Solarpumpe sollte später dazu dienen, Meerwasser auf ein etwas höheres Nivel zu heben, wo es leichter durch Sonneneinwirkung verdunstet und als Süßwasser genutzt werden kann. Das wurde 1995 mit DP 41 07 099 patentiert. Die Verbesserung des „Ewigen Brunnens von Salomon de Caus“ bestand darin, die bei der antiken Version vorhandenen mechanischen Ventile durch syphonartig gestaltete hydraulische Ventile ohne bewegliche Teile zu ersetzen. Das Patent dazu wurde für die Weiterentwicklung und für beliebigen allgemeinen Gebrauch frei verfügbar öffentlich zugänglich gemacht.
Hobbys
Bearbeiten- Zur Zeit tüftele ich u.A. an einer Erfindung, die der Nutzung natürlicher Strömung in Flüssen und im Meer, unter anderem der Gezeitenströmung, dienen soll. Bei dieser Entwicklung geht es um eine Lösung des Problems der mit der Zeit auftretenden Undichtigkeit von unter Wasser arbeitenden Generatoren. Algenbewuchs, Korallen wie auch Muscheltiere nagen an den Dichtungen und der hohe Wasserdruck in der Tiefe tut ein Übriges. Da andernorts bei der sogenannten „In - Flow“ Technik die auf horizontaler Rotationsachse laufenden Rotoren mitsamt Antriebsstrang und Generator etliche Meter unter Wasser betrieben werden, muß dort mit erhöhtem Wartungsaufwand gerechnet werden. Algenbewuchs, Korrosion und elektrolytische Ablösung können zudem auch den strömungsdynamischen Wirkungsgrad des Rotors stark beeinträchtigen.
- Einer der Ansätze, wie dieses zu machen sei, könnte in der Nutzung von Rotoren mit aufrecht stehender Rotationsachse sein, weil hier die Erzeugung der elektrischen Energie mit einem über Wasser angeschlossenen Generator bewerkstelligt werden kann.
- Diese Rotoren, zu denen unter anderem der Darrieus-Rotor und der Savonius-Rotor gehören, könnten ggf. durch entsprechende Gestaltung ihrer Flügel als Verdränger auch als aufschwimmende Körper mit ihrem Generatortrakt an der Wasseroberfläche gehalten werden. Das heißt, dass mindestens drei solcher Rotoren im Dreieck verbunden werden müssten, damit sie sich gegenseitig stabil aufrecht stehend gegen Kippen abstützen können. Eine solche Bauweise erspart eine kostenaufwendige Befestigung mit Fundamenten am Meeres- oder Flussboden. Auch fielen, wenn der Rotor selbst aufschwimmt, Baukosten durch einen Schwimm-Ponton weg. Die Baukomponenten bestehen nur noch aus Rahmengerüst mit Generatoren und den aufschwimmenden Rotoren. So kann möglicherweise sehr kostengünstig Wasserkraft aus beliebigen Strömungen genutzt werden.
- Ein ganz anderer Ansatz wäre es, eine Vielzahl kleiner Rotoren hintereinandergekoppelt auf einer flexiblen Rotordrehachse - z.B. einem starken Drahtseil - durchhängend in der Wasserströmung als Antrieb zu nutzen. Kleine Rotoren haben den Vorteil, eine höhere Drehzahl zu erzeugen und die Summe vieler solcher Rotoren, die als Kette hintereinander auf dem Stahlseil befestigt sind, erbringt die gleich starke Drehkraft wie ein einzelner Rotor viel größerer Abmessung. Auch hier kann der Generator über Wasser installiert werden.
- Diese und weitere Konzepte wurden mit kleinen Modellen erprobt. Prinzipiell geht das.
- Auch eine Kreisbahnlagerung, auf der Flügel direkt mit Rollen auf Ihrer Flügelkreisbahn auf dem Boden laufen, wurde im Miniaturmodell erfolgreich getestet. Hierbei waren die Rollen Räder von Skateboards, an die direkt ein Fahrradakku gekoppelt war, um sehen zu können, ob es Kraft hat auch Energie zu erzeugen. Das ging ganz gut, zwei gegenüberliegende Flügel rollten so im Kreis und brachten eine Glühbirne zum hellen Aufglühen. Somit ist es auch möglich, sich vorzustellen, dass hiermit auch Kreisbahnen von hunderten Metern oder mehr im Durchmesser mit sehr hohen Flügeln oder Segeln auf Rädern, die im im Kreis rollen, zur Energieerzeugung genutzt werden könnten. Das wären dann Dimensionen, die man mit heutiger konventioneller Windkrafttechnik noch nicht erreichen kann.
Ziele
Bearbeiten- Mein Ziel bei Wikipedia wird es sein, Wissen einzubringen und auch selber aus dieser reichen Quelle zu schöpfen.--Carl von Canstein 19:50, 3. Jun. 2007 (CEST)
- Ein weiteres Ziel ist dazugekommen: Ich möchte durch eigenes gutes Beispiel dazu beitragen, dass sich die Verhaltenskultur innerhalb der Autorengemeinschaft stärker auf ein Miteinander zubewegt.
Bearbeitungen
BearbeitenMomentan in Arbeit oder geplant, kompetente Mithilfe wird gern gesehen
Bearbeiten- Anemometer Es fehlen noch verschiedene Beschreibungen der Bauformen moderner Anemometertechnik.
- Benjamin Biram Erfinder eines Flügelradanemometers, Sorgenkind, kommt aus der Qualitätssicherung, es fehlen Geburtsdaten, Lebensgeschichtliche Informationen, Todesdaten
- Geschichte der Windenergienutzung In diesem Artikel fehlen die modernen Anlagen mit vertikaler Rotationsachse.
- H-Darrieus-Rotor Neueste Entwicklung einfügen
Artikel die von mir angefangen oder angeregt und mit bearbeitet wurden
BearbeitenVerbesserungsmöglichkeiten an bestehenden Artikeln
BearbeitenWindkraftanlage, Abschnitt Forschung und Entwicklung: Der Abschnitt ist Deutschlandlastig, es fehlt die Erwähnung Energiespeicherung mit Druckluft nach amerikanischer Entwicklung, wo statt eines elektrischen Generators ein Luftkompressor an der Rotorwelle direkt Druckluft erzeugt. Zudem: Forschung und Entwicklung erscheint im Abschnitt als monopolistisches Reservat akademischer Stellen, Forschung und Entwicklung, die nicht institutionell betrieben wird, scheint nicht zu existieren.
mikroskopisch kleine Beiträge an anderen Artikeln
BearbeitenReineke Fuchs, Samsonfigur Verschwörungstheorie Terrorismusbekämpfung Waffenmissbrauch Kreuzbergschanze Menschenaffen Steward New York City Folgen der globalen Erwärmung in der Arktis Metallurgie (wird seit 2009 nicht mehr aktualisiert)
Ein Artikel, den ich gerne schreiben würde
BearbeitenTexte, aus denen vielleicht einmal Artikel werden oder schon geworden sind
Bearbeiten
Die ältesten bekannten Windmühlen, zu denen die chinesische Windmühle gehört - mit einer vermuteten Datierung von ca.1500 Jahren vor Christus - gehören zu der Kategorie der Windmühlen mit vertikaler Rotordrehachse und horizontaler Drehkreisebene der Flügel. Die aerodynamische Funktionsweise der Flügel dieser Windmühlen mit senkrecht stehender Drehachse wird in zwei verschiedene Klassen aufgeteilt: die Auftriebsläufer und die Vortriebsläufer. Auch die Vermischung beider Techniken in ein und derselben Windmühle ist möglich. Die chinesische Windmühle ist in vorwiegender Weise ein Auftriebsläufer. Weil sich bei ihr die Segel automatisch zum Wind ausrichten und dabei nicht nur Vortrieb sondern im wesentlichen aerodynamisch Auftrieb erzeugen, hat sie einen vergleichsweise höheren Wirkungsgrad als reine Vortriebsläufer. Hierin unterscheidet sie sich vom spezifischen archaischen Typ eines Vortriebsläufers, der persischen Windmühle, die seit etwa 700 nach Christus in Persien als historisch nachgewiesen älteste Windmühle bekannt ist. Ein solcher Vortriebsläufer benötigt eine schützende Abdeckung gegen die Windrichtung auf der Seite des Windrades auf der die Schaufeln oder Flügel gegenläufig zum Wind um ihre senkrecht stehende Drehachse laufen. Bei der persischen Windmühle geschieht dies durch einen halboffenen, teilweise gegen den Wind schützenden Turmaufbau, in dem sich der Rotor dreht. Gleichzeitig wirkt dieser Turmaufbau wie bei einer Mantelturbine als Windkonzentrator. Die chinesische Windmühle benötigt diese Abdeckung nicht, weil sich bei ihr die Segel zur Windrichtung von selbst einstellen, so dass im kritischen gegenläufigen Teil des Drehkreises mit den Segeln nur minimaler Widerstand gegen die Windrichtung exponiert wird. Entgegen der Sichtweise älterer Theorien zur Geschichte solcher Modelle kam vermutlich (wegen der voneinander abweichenden Technik) die chinesische Windmühle nicht ursprünglich aus Persien nach China. Die typisch chinesische Besegelung mit ihrer ausgefeilten Technik spricht gegen eine Theorie des Ursprungs derselben aus dem persischen Raum. Vorstellbar wäre es, dass bei der Nachahmung einer chinesischen Windmühle in Persien das genauere Wissen um die Technik fehlte und so die sehr primitive Version der persischen Mühle, wie sie heute von dort bekannt ist, dabei zustande kam. Technisch ist die chinesische Windmühle der persischen durch ihren funktionell hohen Entwicklungsstand weit überlegen. Die Technik der alten chinesischen Segelwindmühle hat auch gegenüber den ersten europäischen historischen Windmühlen keinen Vergleich zu fürchten. In Europa kennt man ein Luggersegel welches vom chinesischen Djunkensegel abzustammen scheint, mit ähnlichen Eigenschaften, weil dieses sich auch von selbst ohne Bedienung der Schoten (Stellvorrichtung) zum Wind anliegend ausrichten kann. Bei einem Segelschiff braucht man bei einer solchen Besegelung nur das Ruder bedienen und kann so immer ständig im Kreis herum den Kurs wechseln, wenn man will, mit selbsttätigem Segel. Die chinesische Windmühle wurde zum Bewässern der Felder bis in das zwanzigste Jahrhundert noch benutzt, es gibt zumindest eine alte fotographische Ablichtung, die dies beweist (Präsentation zur Theorie der Windenergienutzung (PDF). Ansonsten existiert auch noch mindestens eine weitere bekannte Skizze dieses Modells mit Segeln in Funktion, auffindbar im Lexikon für Windenergie von König. Ob sich solche Windräder heute noch in China drehen und/oder ob sie von Museen gepflegt und erhalten werden, konnte bisher nicht in Erfahrung gebracht werden.
"Whirligig" ist eine in Amerika weit verbreitete Bezeichnung für ein Windrad, welches als Aushängeschild, Hausschmuck oder zu sonstigen Dekorationszwecken verwendet wird. In den meisten Fällen wird hier die mechanische Antriebskraft, die ein Windrad aus der im Wind enthaltenen kinetischen Energie gewinnt, dazu genutzt, um mit einem verborgenen Mechanismus Figuren in Bewegung zu versetzen. So sieht man oft Whirligigs, deren Darstellungsthema eine direkte Beziehung zu Ihrem Besitzer hat. Sie können Figuren und Gegenstände aus dem Beruf oder eine Tätigkeit wiederspiegeln, die jemand mit einem Whirligig als Aushängeschild zur Schau stellen möchte. Meist wird ein solches Objekt freistehend dort aufgestellt, wo der Wind den Mechanismus der Flügel, Segel oder Schaufeln in Bewegung versetzen kann. Das geschieht nicht selten auf Hausdächern, Scheunen, und anderen hochstehenden luftigen Standorten, an denen auch freie Sicht aus der Umgebung auf das Wirliwig gewährleistet ist. So kann z.B. ein alter Kapitän sein Hausdach mit einem Windrad verzieren, mit dem sich Segelschiffe um eine vertikale Drehachse drehen, von der Windkraft angetrieben. Auch ein Windrad mit einer horizontalen Drehachse und einem einfachen Flügelkreuz wie bei historischen Windmühlen kann beispielsweise über einen versteckten Mechanismus eine Figur bewegen, die wie ein Hufschmied am Amboss steht und einen Hammer schwingt. Solche Figuren gibt es in einer großen Vielfalt in unterschiedlichsten Darstellungen. So kann auch ein Schleifstein gedreht werden, an dessen Kurbel eine Figur emsig zu drehen scheint, während in Wirklichkeit ein Windrad die Kraft dafür liefert, oder ein Schriftsteller bewegt an einem Pult mit Schriftrollen emsig seine mit einer Schreibfeder bewehrte Hand über einen Papierbogen. Der Phantasie und den technischen Möglichkeiten scheinen in dieser Hinsicht keine Grenzen gesetzt zu sein. Whirligigs können auch belebte Tierdarstellungen sein, z.B. eine Ente im Flug, ein gallopierendes Pferd oder Körner pickende Hühner sind nur wenige Beispiele einer großen Anzahl von unterschiedlichen Darstellungen aus der Tierwelt. Die Herstellung solcher kunsthandwerklichen Arbeiten geschieht meist in Heimarbeit als Hobby oder Bastelei, es gibt jedoch auch einige Kunsthandwerker, die sich auf dieses Thema spezialisiert haben. Ein Whirligig auf dem Dach vertreibt die bösen Geister.
"Entenantrieb"
Bearbeiten
Ein kleines Modell eines Darrieus-Rotors der klassischen ovalrunden Bauform, in diesem Fall jedoch exakt kreisrund, wurde mit zwei Rotorblättern nach Deutschem Patent 41 20 908 gebaut und getestet. Da die Flügelprofile hier offen sind und durchströmt werden, wobei insbesondere bei achterlichen Anströmwinkeln im vorderen wannenförmigen Flügelteil die im Wind enthaltene kinetische Energie durch Umlenkung der einfallenden Strömung in Vortrieb umgewandelt wird, ist der Wirkungsgrad höher als bei geschlossenen sonst üblichen symetrischen Profilen. Ein solcher Rotor benötigt keine Anfahrhilfe mehr und hat schon bei Schwachwind ein hohes Drehmoment. Eine Besonderheit bei diesem Modell ist es, dass der Rotor in jeder denkbar möglichen Stellung mit gutem Vortrieb auf die Strömung reagiert. Das heißt, man kann den Rotor sogar mit seiner Drehachse horizontal liegend in parallel zur Strömungsrichtung verlaufender Achsausrichtung betreiben, bei guter Energieausbeute. Was soviel heißt wie: Dieser Darrieusrotor funktioniert bei jedem Einfallswinkel der Strömung, nicht nur bei Wind von allen Seiten, auch bei von oben oder von unten her einwirkender Strömung. Nachdem diese Charakteristik im Versuch festgestellt worden war, wurde nach einer Anwendung gesucht. Der Gedanke, diesen Rotor als Antrieb eines schwimmenden Fahrzeuges zu nutzen lag nahe, weil unabhängig vom Einfallswinkel auch bei Schräglage des Fahrzeugs im Wellengang immer mit optimaler mechanischer Antriebskraft durch den Rotor gerechnet werden konnte. Da gleichzeitig auch ein Paddelmechanismus ähnlich dem bei einer schwimmenden Ente ausprobiert werden sollte, erwies sich dieser Rotor als willkommene Antriebsmotorik. Die Paddel waren in diesem Fall in ähnlicher Weise wie die schon beschriebenen Flügel des Darrieusrotors als durchströmte Profile ausgelegt. Der funktionelle Unterschied lag darin, dass beim Paddeln die propulsiven Eigenschaften des monogonalen, zweiteiligen, durchströmten Profils genutzt wurden, während beim Darrieusrotor die repulsiven Charakteristiken desselben zum Tragen kamen. Das Ergebniss mit einem etwas zu kurz geratenen Schwimmkörper als Untersatz war in einer watschelnden seitwärts ausschwingenden Fortbewegung im Wasser zu verzeichnen gewesen. Ein längerer Schwimmkörper mit zusätzlichen Stabilisierungsflossen würde wahrscheinlich richtungsstabil die Fahrtrichtung eingehalten haben. Das Experiment wurde jedoch abgebrochen, eine weitere praktische Anwendung erschien in diesem Entwicklungsstadium als nicht sehr vielversprechend. Es wird jedoch darüber nachgedacht, wie das spezielle strömungsdynamische Prinzip in anderer Form unter Wasser angewandt werden kann.
Gegenwindmobil
Bearbeiten
Bei diesem Versuch mit einem von einem Savoniusrotor angetriebenen Vehikel auf drei Rädern ging es darum, ein Problem zu lösen, welches Professor Dr. Wolfgang Bürger vom Institut für die Theorie der Mechanik in Stuttgart mit einem Gegenwindfahrzeugmodell mit Savoniusrotor im Jahr 1996 beschrieb: Dieses Modell hatte einen Savoniusrotor mit seiner Rotationsachse vertikal stehend auf dem fahrbahren Untersatz installiert, welcher über ein Stirnrad die Hinterachse antrieb. Der Savoniusrotor dieser Konstruktion war eine klassische Bauweise mit zwei runden tellerartigen Platten, die die Antriebsschaufeln des Rotors abdeckelten und in Position hielten. Man ging früher davon aus, dass so grosse Abdeckelungen notwendig seien, um Flügelrandverluste zu vermeiden. Professor Bürger beklagte die stockende zögerliche Funktionsweise des betreffenden Geräts, welches als Anschauungsmaterial für seine Vorlesungen dienen sollte. Es konnte genau gegen die Windrichtung und auch sonst nicht gut vorankommen. Daraufhin wurde für das neu konzipierte Gegenwindvehikel ein offener Savoniusrotor entwickelt, der die Strömung aus weiteren Anströmbereichen nutzen kann. Dies wurde durch zwei in etwa - S - förmige breite Spanten als Ersatz für die kreisrunden Abdeckplatten erzielt. Es stellte sich heraus, dass solche breiten Spanten auf vollkommen ausreichende Weise die Randverluste verhindern und dass so - wegen der größeren Eintrittsöffnung für die Strömung - ein besserer Gesamtwirkungsgrad eines Savoniusrotors erzielt werden kann. Zudem wurde die Rotordrehachse mit dem Savoniusrotor zum Zweck der direkten Übertragung der Rotationsenergie auf die beiden hinteren Antriebsräder des Fahrzeugs in waagerechter Stellung installiert. Auch die Lagerung auf zwei liegenden Punkten war vorteilhaft, weil allein das Gewicht des Rotors genügend Friktionsdruck erzeugte, um mit der Drehachse direkt die Räder anzutreiben. Die sonst üblichen Reibungsverluste im Lager durch das Rotorgewicht wurden also hier konstruktiv nutzbar gemacht. Auf diese Weise konnte man sich eine stabilere und schwerere Halterung, wie sie vorher beim oberen Drehlager des stehenden Rotors erforderlich war, einsparen. Der Rotor wurde nun nur noch mit einer leichten Vorrichtung über den Rädern in Stellung gehalten. Bei dieser Bauweise bewegte sich das Fahrzeug nun ohne zu stocken schon bei schwachem Wind genau gegen den Wind voran. Allerdings hat diese Stellung mit waagerecht liegender Rotationsachse auch Nachteile: Ein Rotor mit vertikaler Achse braucht nicht zum Wind ausgerichtet werden. Liegt er waagerecht, so ist auch bei der offenen Bauweise nur ein beschränkter Bereich der Strömung nutzbar wenn man ihn nicht zu dieser anstellt. Ein weiterer Nachteil, der bei dem kleinen Modell allerdings nicht ins Gewicht fiel, ist der durch die Schwerkraft bedingte Lastwechsel während des Umlaufes. In dieser Stellung wirkt nicht nur die Fliehkraft und die unterschiedliche Belastung durch den Winddruck - je nach Stellung der Schaufeln zur Strömung - als materialermüdender Faktor auf den Rotor, auch die Schwerkraft wirkt wechselweise auf dieselben, je nachdem in welcher Stellung im Drehkreis sich diese gerade befinden.
Dreiradroller mit Hecksegel
Bearbeiten
Bei diesem Versuchsmodell eines dreirädrigen Rollers wurde mit einer neuen Version eines Fahrzeuges mit Windantrieb experimentiert. Auch das Segel hatte eine neuartige Funktionsweise. Es handelte sich hier um eine flexible Bauform eines durchströmten und monogonalen, aerodynamisch ausgebildeten Flügels, der zum einen aus einem schmalen konkaven, etwa wannenförmigen Vorflügelteil besteht und aus einer hinteren Einleitfläche. In diesem Vorflügelteil wird bei achterlichen Einfallswinkeln der Strömung die kinetische Energie, die dort über das hintere, weitgehend flache Flügelteil des zweiteiligen Flügels hineingeleitet wird, weitgehend frei von Flügelrandverlusten in Vortriebsdruck umgewandelt. Zwischen beiden Flügelteilen bleibt ein Spalt frei, durch den die Luft zirkulieren kann. Bei seitlicher bis vorderlicher Anströmung reagiert dieser Flügel normal wie ein gewöhnliches symmetrisches Flügelprofil mit vergleichbarem Wirkungsgrad. Kurz gesagt, reagiert ein durchströmter Flügel auf Wind aus hinteren Flügelbereichen mit bis dahin von aerodynamischen Profilen unerreicht starkem Vortrieb und bei Wind von seitlich bis vorderlich so wie normale Flügel auch. Das heißt, bei Wind von hinten ist dieser Flügel jedem anderen aerodynamischen Profil überlegen. Ziel des Rollerexperimentes war es, festzustellen, ob mit einer Besegelung hinter dem Fahrer gute Fahrleistung erreicht werden kann. Normale Strandsegler sind meist für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt, dort sitzt der Fahrer hinter dem Segel. Da hier jedoch die Sicht nach vorne durch das Segel beeinschränkt wird, wurde die Fahrerposition durch eine komplette Umkonstruktion für den Segelroller nach vorne verlegt. Mit dem Versuchsmodell wurden keine Rennen gefahren, es war auch nicht die Absicht, diese Konstruktion für solche Zwecke auszulegen, es ging nur um die Feststellung einer möglichen Funktionalität als bequemes sicheres Mobil. Durch das spezielle Rigg des Flügelsegels nach dem Vorbild des chinesischen Djunkensegels war eine bedienungsfreie Handhabung während der Fahrt gewährleistet. Der Fahrer hatte so freie Hand und Fuß für die Bedienung der Lenkung und der Fußbremse. Bei einer moderaten Windgeschwindigkeit von etwa 4 - 5 m pro Sekunde bewegte sich das Fahrzeug zügig über eine feste, ebene und glatte Fahroberfläche. Der seitliche Segeldruck auf das Fahrzeug konnte leicht mit dem Körpergewicht des Fahrers ausgeglichen werden. Aus diesem Grund wurden nun Überlegungen angestellt, wie diese Besegelung für den Windantrieb größerer Fahrzeuge für die Nutzung in weiten ebenen Landstrichen ohne sonstigen Verkehr, z.B. in Wüstengebieten zu bewerkstelligen sei. Zudem wurde auch die Umsetzung dieser Bauform an zweirädrigen Fahrzeugen, wie z.B. Fahrrädern, in Erwägung gezogen und geplant.
Fahrradantrieb mit Windenergie
Bearbeiten
Der Antrieb eines Fahrrades mit monogonalen durchströmten Flügeln, die innerhalb der in den zwei Rädern zur Verfügung stehenden Fläche von ca. 0,5 Quadratmetern als Repeller integriert sind, kann nur unter günstigen Bedingungen als Fahrhilfe betrachtet werden. Steigungen schafft solch ein Rad ohne Pedalantrieb auch bei moderatem Wind nicht. Auf ebener glatter Strecke wurde ohne Pedalantrieb bei Windstärke 5 eine Geschwindigkeit von 8 stdkm in beiden senkrecht zur Windrichtung stehenden Fahrtrichtungen erzielt. Bei weniger Wind muß der Pedalantrieb eingesetzt werden. Monogonal heißt, dass der Rotor sowohl von der Vorder- wie auch von seiner Rückseite (also von beiden Seiten des Fahrrades) in der Strömung seine Rotationsrichtung nicht verändert und so das Fahrrad immer in Vorausrichtung angetrieben wird.(Einen Rückwärtsgang gibt es nicht) Die durchströmten Profile haben die Eigenschaft, bei normalen Anstellwinkeln ähnlich wie ummantelte geschlossene aerodynamische Profile mit Auftrieb auf die Strömung zu reagieren, zusätzlich wird in ihrem inneren Reaktionsraum auch die Strömung, welche bei achterlichen Einfallswinkeln auf diese einwirken, in starke Vortriebskomponenten umgewandelt. So erzielt diese Fahrhilfe auch bei Wind, der von hinten einfällt, gute Vortriebseigenschaften.Bei Wind direkt von vorne stören die Profile nicht, da sie einen guten cw Wert haben und auch hier noch minimal vortriebsmäßig wirksam bleiben. Sobald der Wind zu 35° bis 40° seitlich von vorne anliegt, egal ob von rechts oder von links, setzt der direkt nutzbare stärkere Vortrieb der Fahrhilfe ein. Den höchsten Wirkungsgrad erzielt man bei direktem Seitenwind. Dieses Flügelprofil ist unter anderem als einzige aerodynamische Konzeption auch in der Lage, einen Darrieusrotor als Einflügler ohne Anfahrhilfe aus dem Stand anzufahren und zu betreiben. Gewöhnliche Darrieusrotoren benötigen selbst mit zwei oder mehr Flügeln eine fremde Anfahrhilfe.
Besegeltes Lastenfahrrad
Bearbeiten
Auch ein Fahrrad mit ausreichender Gesamtlänge kann wie ein Schiff im Wasser gesegelt werden. Die erforderliche Länge wird durch die Anbringung der Besegelung hinter dem Fahrer, jedoch, was den Mast betrifft, zwingend über oder wenig vor der hinteren Radachse bestimmt. Das Segel soll den Fahrer auf seinem Sitz nicht behindern. Für die Befestigung des Mastes eignet sich sehr gut der hintere Teil einer Lastkiste, welche statisch den Segeldruck und Verwindungskräfte gut aufnehmen kann und auch eine Verwindung des Fahrradrahmens bei dessen Überlänge und den großen Radabständen gut ausgleichen kann. Als Besegelung eignet sich ganz besonders ein Luggersegel, ein Sprietsegel(wie bei der Optimistjolle) oder ein Djunkensegel. Dieses Segelrigg hat die besondere Eigenschaft, dass es sich in weiten Bereichen automatisch zum Wind anstellen kann, womit der Fahrer beide Hände nur zum Lenken frei hat. Bei dem auf der Abbildung verwirklichten Modell wurde ein aeroflexibles, monogonales, durchströmtes Flügelsegel nach Deutschem Patent DP NR. 41 20 908 wie ein Luggersegel geriggt.(Das Patent wurde vom Erfinder für freien Gebrauch, auch kommerzielle Nutzung, freigestellt). Auch wenn es den Anschein hat, dass der Segeldruck ein solches Segelfahrrad leicht umwerfen kann, zeigten Versuche am Prototypen (hier auf dem Foto), dass man diese Krängung als Fahrer bis hin zu recht starken Windverhältnissen gut mit dem eigenen Körpergewicht ausbalancieren kann. Im Straßenverkehr ist ein solches Fahrzeug allerdings nicht zugelassen, eignet sich jedoch auf ebenen Strecken ohne anderen motorisierten Fahrzeugverkehr und bei moderatem Wind für ein gutes Vorankommen ohne eigene Körperleistung. So sind dies landwirtschaftliche und Waldwege, sonstige freigegebene Strecken und auch -je nach Dicke der Reifen - mehr oder weniger fester Sandstrand.
1.Drachenexperiment mit Windgenerator, aeroflexible Flügel
Bearbeiten
Ein speziell für extrem stabilen, ruhigen Flug entworfener Quadratflachdrachen sollte bei diesem Experiment beweisen, dass man mit einem Drachen einen Repeller eines Windgenerators hochziehen, auf Höhe halten, die Rotationsenergie über ein flexibles Draht- oder Nylonseil auf einen Generator am Boden übertragen und auf diese Weise Nutzenergie aus dem Wind gewinnen kann. Auch der Rotor war eine speziell für diesen Zweck entwickelte Version mit aeroelastischen Flügeln, die sich automatisch richtig zum Wind anstellen konnten. An der Waage des Drachens wurde ein auf Zugkraft konzipiertes Drehlager befestigt, an deren frei rotierender Drehachse das mitrotierende Zugseil nach unten zum Drehkraft leistenden Rotor und von dort zum Boden führte. Auch die Drehachse des dort angeschlossenen Generators war mit einem für Zugkraft ausgelegten Lager versehen. Der Drachen hatte eine Seitenlänge von 2,20 m mal 2,20 m. Der Durchmesser des Rotors betrug 1,10 m. Der Generator war ein permanenterregter Gleichstromgenerator mit 400 Watt Nennleistung. Die Leistung des Generators erreichte bei einer Windgeschwindigkeit von 4 m per sec. 25 Wattstunden. Durch eine leichte Tendenz zum Ausschwingen nach allen Seiten mit dem Zugseil konnte kein maximaler Wirkungsgrad nach der Auslegung des Rotors und des Generators erzielt werden. Möglicherweise lag der unerwünschte Schwingeffekt an einer schachen Unwucht des Rotors. Das Experiment wurde abgebrochen, mit dem Ergebniss, dass es prinzipiell möglich ist, einen Rotor, der mit einem Drachen auf Höhe gebracht wird, für den Antrieb eines Generators am Boden zu nutzen, der erzielte Wirkungsgrad mit dieses Prototyps wurde jedoch zu dem Zeitpunkt des Experiments als zu niedrig erachtet, weshalb dann eine andere Lösung gesucht wurde.
2.Drachenexperiment mit Multirotor (Kettenrotor) als Windgenerator
Bearbeiten
Dem Ergebniss des ersten Drachenversuches mit Windgenerator entsprechend wurde von der Überlegung ausgegangen, dass viele kleinere Rotoren hintereinander auf einem relativ verwindungsarmen flexiblen Drachenzugseil gekoppelt ein besseres Ergebniss erbringen könnten, als ein einzelner Rotor mit großem Durchmesser. Der Vorteil kleiner Rotoren ist deren hohe Rotationsgeschwindigkeit und hintereinander auf die gleiche flexible Rotationsachse gekoppelt sollten sie in ihrer Summe mit einer weit stärkeren Drehkraft auf die Generatordrehachse einwirken als ein einzelner kleiner Rotor dies tun kann. Die kleinen Rotoren waren aus sehr leichtem widerstandsfähigen Poliestermaterial hergestellt, so dass der etwa vier Quadratmeter große Quadratflachdrachen mit Leichtigkeit bei Windgeschwindigkeiten ab 4 m pro Sekunde eine Kette von bis zu 20 hintereinandergekoppelten Rotoren liften und in der Luft in Betrieb halten konnte. Die kleinen Rotoren dieses Versuchs hatten jeder einen Durchmesser von nur 25 Zentimetern. Der Generator erreichte nun aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit bei genügendem Drehmoment eine Leistung, mit der eine 12V Batterie geladen werden konnte, was ja bei dem vorangegangenen Experiment mit einem einzelnen und dafür größeren Rotor nicht erzielt werden konnte. Der größere Rotor hatte zwar genügend Drehkraft, jedoch war die Rotationsgeschwindigkeit zu gering, um den Generator auf die notwendigen Touren zu bringen. Auch das beim ersten Drachenversuch beobachtete Ausschwingen und Pendeln des einzelnstehenden großen Rotors war bei der langen Kette kleinerer Rotoren hintereinander weit weniger ausgeprägt. Das Modell hielt sich gut in der Luft, der Drachen verhielt sich sehr ruhig und stabil. Auch das Steigenlassen des Drachens konnte von einer einzigen Person bewältigt werden, weil das Zugseil an einem Ende am Generator befestigt wurde und der Drachen am anderen Ende der etwa 150 m langen Kette aus der Hand frei gestartet werden konnte. Im Fazit kann also davon ausgegangen werden, dass es möglich ist, mit einer Multirotorkette im mobilen Betrieb bei moderaten Windverhältnissen einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Nutzenergie zu betreiben.
Der Darrieusrotor ist dafür bekannt, dass man mit ihm - verglichen mit anderen Rotortypen mit vertilaler Rotordrehachse - sehr gute Wirkungsgrade erzielen kann, bei einer vergleichsweise hohen Schnelläufigkeit. Als einer seiner Nachteile ist bekannt, dass er, wenn er nicht mindestens zwei langsamlaufende relativ breite Flügelprofile nutzt , eine Anfahrhilfe benötigt, weil seine Flügel ihn sonst mangels Drehmoment aus dem Stand nicht starten können.
Mit einem durchströmten symetrischen Flügelprofil wurde dieser Nachteil überwunden. Mit nur einem Flügel, welcher auf der gegenüberliegenden Rotorseite durch ein Kontergewicht austariert wurde, konnte man so bei zugeschaltetem abbremsenden, kurzgeschlossenen Generator schon bei 3m psec. Windgeschwindigkeit frei ohne eine zusätzliche Starthilfe anfahren und gleichzeitig erste elektrische Energie zum Laden einer Batterie erzeugen.
Das Patent für das so genutzte Flügelkonzept lautet: DP 41 20 908 und wurde vom Erfinder für den freien Gebrauch ohne notwendige Lizenzerwerbung öffentlich freigestellt. Es sind abweichende Varianten dieser Technik von anderen Erfindern bekannt, die erste Nennung des Prinzips stammt von Prof. Ngyuen, der 1980 an der Ecole de Polytechnique in Thies, Senegal ein Versuchsprojekt im Vergleich mit einem Savonius-Rotor ausführte. [1]
Patente mit jeweils unterschiedlichen Bauformen und Funktionseigenschaften, die alle auf das primitive Grundprinzip aus der Erstnennung durch Ngyuen zurückzuführen sind, wurden von Andre Gerard Schelleken, Serge Gilbert, Karl Keding und dem Anmelder des obengenannten Patentes eingereicht.
Ein Wikipedia-Artikel zum Prinzip der von Ngyuen geprüften Flügeltechnik existiert bis heute noch nicht.
Von Schelleken wurde mit seiner Bauweise in Italien eine marktreife Bauserie entwickelt. Obig angegebene Patentnummer wurde, da sie für beliebigen Gebrauch freigegeben wurde, von einschlägigen Foren für Kleinwindradbau aufgegriffen und hat sich alsbald mit "C-Rotor" einen Namen gemacht. Bei Youtube findet man zahlreiche Videos zum Suchwort: C-Rotor.
Weitere Info zur weiter oben genannten Bauweise gibt es auch im Buch der Synergien von Khammas unter C-Rotor.
Makeshure Tools
BearbeitenWikiBlame Article info [1]Vandalenschlächter-Tool
Sprüche (nicht von mir)
Bearbeiten• Nee nee, das Unproduktivste ist, uns zu diskutieren aufzufordern.
• Always remember, others may hate you, but those who hate you don't win unless you hate them.
• Ihr seid schon ein ziemlich elitärer Verein. Jesses. Gut, dass es so Nasen wie Euch mit der totalen Definitionsmacht gibt. Seufz.
Wikiknigge
BearbeitenDer Respekt vor der Arbeit der Hauptautoren gebietet es auch, bei dazukommenden Edits Rücksicht auf deren Leistung zu nehmen. Also: Wer am Artikel als Newcomer selber mitbasteln will, sollte die Meinung der Hauptautoren nicht ignorieren und lieber versuchen, zu kooperieren. Natürlich gehört ein Artikel niemandem, aber meist hat jemand erhebliche unentgeltliche Arbeit hineingesteckt. Deshalb - vor einer größeren Änderung - das Gespräch mit den Hauptautoren zu suchen.
Instructable for models "Downwind faster then the Wind"
Bearbeitenhttp://www.make-digital.com/make/vol26?pg=58#pg58 http://www.instructables.com/id/Downwind-Faster-Than-The-Wind-Cart
Propellerwagen - Diskussion
Bearbeitenhttp://de.wiki.x.io/wiki/Benutzer:Carl_von_Canstein/Merkblatt_1
References
Bearbeiten- ↑ "Energie Eolienne" von Desire le Gourieres, Eyrolles Editeur Paris,p.140,141