Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad / Windpumpe

[chrisb]

nach meinem verständnis zeigt der versuch die kraft am seil, die bei der gemessen geschwindigkeit* am "generator zieht"

Das würde ich auch so sehen. Bei Windstille und ausreichendem Abstand zum Auto, so dass die Verwirbelungen keine Rolle spielen, ist die bei einer bestimmten Geschwindigkeit gemessene Kraft dieselbe wie bei stehendem Auto und gleicher Windgeschwindigkeit.

[thomas-neemann]

nach meinem verständnis zeigt der versuch die kraft am seil, die bei der gemessen geschwindigkeit* am "generator zieht"

Das würde ich auch so sehen. Bei Windstille und ausreichendem Abstand zum Auto, so dass die Verwirbelungen keine Rolle spielen, ist die bei einer bestimmten Geschwindigkeit gemessene Kraft dieselbe wie bei stehendem Auto und gleicher Windgeschwindigkeit.

es ist nicht wichtig, nur damit keine verwirrung entsteht, die aussage stammt von mir.

[herbk]

Hi Thomas,

quote=thomas-neemann post_id=438391 time=1602405876 user_id=29293]
nach meinem verständnis zeigt der versuch die kraft am seil, die bei der gemessen geschwindigkeit* am "generator zieht"
[/quote]

Das ist auch richtig so.
Aber nur so lange sich der Generator nicht dreht.

Aber lassen wir den Generator erst mal weg und bleiben Gedanklich bei dem System oben, - oder beim Drachen steigen lassen generell, das ist ja das Gleiche...

Wenn Du einen Drachen anströmen lässt bleibt er auf einer bestimmten Höhe.
Läufst Du jetzt gegen den Wind wird die Anströmgeschwindigkeit größer, der Drachen steigt, wobei sich sein Anströmwinkel ändert. Die Kraft die Du dafür aufwendest wird in Lageenrgie umgewandelt. Durch die Veränderung des Anströmwinkels wird die Fläche des Drachen zum Wind kleiner, er steigt deshalb nur so weit bis die Kräfte wieder ausgeglichen sind.

Läufst Du mit dem Wind, wird die Anströmgeschwindikeit kleiner, der Drachen sinkt. Er andert dadurch auch seinen Anströmwinkel wieder so lange bis die Kräfte ausgeglichen sind. Beim Sinken des Drachens wird Lageenergie abgebaut.

Wenn Du jetzt an Stelle des Menschen einen Generator an das Seil hängst ist es genau das Gleiche:
So lange sich der Generator nicht dreht, der Drachen weder Höhe gewinnt noch verliert hast Du ein ausgewogenes System, die Kraft die am Seil wirkt ist nötig um den Drachen auf dieser Höhe zu halten.
So lange der Generator sich nicht dreht, erzeugt er aber auch keinen Strom... Löst man die Bremse am generatorwird das Seil länger, die Anströmgeschwindigkeit am Drachen dafür niedriger. Effekt: der Drachen sinkt und verliert dadurch Lageenergie.
Genau diese Änderung der Lageenergie wird man, minus aller auftretenden Verluste, am Generator abgreifen können...

[thomas-neemann]

stimmt, wobei das open-source-system aus einem schleppdrachen besteht, der ein vorsegel in die gewünscht höhe bringt, ein teil der kraft wirkt auch auf die trommel, aber die haupt-kraft wird durch das vorsegel erzeugt. dafür dürfte es auch messwerte (von den segel-leuten) geben.

eine gesammtberechung stelle ich mir sehr komplex vor, das system bewegt sich hin und her. 0-punkte (ot ut) geschwindigkeit des drachen in relation zum boden 0, beschleunigungs- und brems- fasen.

ich würde bei windgeschwindigkeiten von 60-120 km/h (durschnitt 90) einfach ca 10 km/h abziehen für eine durschnittliche drachengeschwindigkeit.

das allerbeste ist einfach mal so ein system bauen und messen.


dein lkw ist dafür gut geeignet




lg thomas

[thschrader]

dann wäre ein möglichst grosser drachen am besten, oder? d. h. möglichst hoher seilzug (hohes drehmoment am generator) bei langsamen abspulen.

[herbk]

Es ist egal aus welchen und wie vielen Koponenten das System besteht... So lange im System Stillstand herscht, also der Drachen stabil auf einer Lage steht und der Generator sich nicht dreht, ist die gemessene Kraft die, die nötig ist das System in seiner Lage zu halten.

Ernten kannst Du nur die Energie die bei einer Lageänderung frei wird.

[thomas-neemann]

dann wäre ein möglichst grosser drachen am besten, oder? d. h. möglichst hoher seilzug (hohes drehmoment am generator) bei langsamen abspulen.

ja, die grenze setzt wohl das material. skysails sagt:

"Denkbar sind aber auch Großdrachen, die mehr als zwei Megawatt leisten. 400 Quadratmeter groß, 36 Tonnen Zugkraft, knapp 3000 PS Leistung"

quelle: https://www.deutschlandfunk.de/tolle-id ... _id=420729

[thomas-neemann]

wenn der lkw/drachen ca auf höhe 0 55 km/h fährt, (das entspricht ca 110 km/h in 5000 metern) entspricht die gemessene kraft, der kraft, die an der trommel (spirale) von "spoc" zieht im moment einer 120 km/h böe.

[herbk]

wenn der lkw/drachen ca auf höhe 0 55 km/h fährt, (das entspricht ca 110 km/h in 5000 metern) entspricht die gemessene kraft, der kraft, die an der trommel (spirale) von "spoc" zieht im moment einer 120 km/h böe.

ja, das ist schon klar, aber das ist nicht die die man nutzen kann. Noch mal: egal welche Konfiguration, Form oder sonstiges...: So lange sich innerhalb des Systems nichts verändert, ist ein Gleichgewicht der Kräfte da und es wird keine Energie zu Strom.
Wenn Du den Generator drehen lässt, dann liegt em Drachen nicht mehr die Strömungsgeschwindigkeit an die der LKW hat sondern nur noch "LKW Geschwindigkeit minus Abrollgeschwindigkeit". Die Abrollgeschwindigkeit ist die Basis für die Lageänderung des Drachens und damit auch Basis der zur Verfügung stehenden Energie.
Wenn man den Generator so drehen lässt, dass der Drachen mit 2m/s weniger angeströmt wird als das im Gleichgewicht (Stillstand) stehende System, dann ist es die Energie aus diesen 2m/s Differenz die man entnehmen kann.

Auch wenn Ihr es nicht glaubt: So lange so ein System stabil ist, d.h. keine der Komponenten seine Position zu einer anderen Komponente des Systems verändert, wird diesem System keine Energie entzogen.

Wenn es anders wäre, dann müsste ja auch ein Gewicht dass man auf einen Generator legt Strom erzeugen...

[thomas-neemann]

ich vermute, wir reden aneinander vorbei. das prinzip funktioniert, hier ein video vom mini-testsystem im echteinsatz.

phpBB [video]

es geht hier lediglich um die berechnung.