Lastseilbahn mit Windturbine antreiben

clint · Anmeldungsdatum: 10.02.2011 Beiträge: 7 Wohnort: Rendsburg

Hallo liebe Leute,
genau, ich möchte eine kleine Lastseilbahn mit einer Windturbine betreiben (Ein echtes Projekt, was ich in Ligurien verwirklichen will). Um mich in das Thema einzuarbeiten - habe ich es in verschiedene Blöcke unterteilt:

1 - Seilbahn, vereinfacht zu schiefer Ebene

2 - Getriebe

3 - Windturbine (Savoniusrotor)

Zu Block 1 habe ich mir meine Gedanken gemacht und frage mich jetzt ob ich bis hier einen Denkfehler drin habe..: grübelnd

"Ein straff gespanntes Tragseil, ohne Durchhang, von Talstation (A) zur Bergstation (B). Winkel alpha in Punkt (A), also zwischen Horizontaler und dem Tragseil beschreibt die Steigung. Irgendwo zwischen (A) und (B) hängt meine Last m, erstmal festgebremst."

Die Gewichtskraft ist FG = m * 9,81 m/s².
Jetzt wäre die Hangabtriebskraft FH = FG * sin(alpha) und die Normalkraft FN = FG * cos(alpha).

Möchte ich die Bremse lösen und ein Hinunterrollen verhindern - muss ich mit einer Kraft F die gleich der Hangabtriebskraft ist, parallel zum Tragseil Richtung Bergstation ziehen. Dann bleibt die Last wo sie ist.

Soll sie tatsächlich nach oben bewegt werden, muss ich die Haftreibung und danach die kleinere Rollreibung durch eine zusätzlich aufzuwendende Kraft Fzug überwinden.

Frage: Die Größe dieser Kraft Fzug resultiert aus der Normalkraft FN, weil diese die Reibung verursacht, stimmts? Das Zugseil muss also nur diese zusätzliche Kraft Fzug aufbringen - und entsprechend von der Windturbine bereitgestellt werden.

Falls ich bis hier richtig liege komme ich erstmal ein Stück weiter. Vielleicht lasst Ihr mal Euren Sachverstand über meine Fragen gleiten...

Danke und bis bald
clint

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ja, da ist noch ein Denkfehler drin, denn zum nach oben ziehen braucht man ja nicht nur die Kraft, die der Rolreibungskraft entgegenwirkt, sondern auch die Kraft, die die Hubarbeit verrichtet. Also die Gegenkraft zur Hangabtriebskraft.

Die mindestens erforderliche Zugkraft

ist also die Summe aus Hangabtriebskraft

und Reibungskraft

.

(also um F_H größer als das, was du bisher fälschlicherweise als F_zug bezeichnet hattest).

Um diese "Hubarbeitskraft" klein zu halten, könnte es eine wichtige Idee sein, mit einem Gegengewicht zu arbeiten, das zumindest schon mal so groß ist wie der Behälter zum Hochziehen, damit sich die Hubarbeitskraft eher auf das Hochziehen der wirklich zu befördernden Last beschränkt.

Verstehe ich dich richtig, dass du mit einem Windrad den Lastenaufzug antreiben möchtest, ohne dass die Energie zwischendurch in elektrische Energie umgewandelt und auf einen Elektromotor gegeben wird?

clint · Anmeldungsdatum: 10.02.2011 Beiträge: 7 Wohnort: Rendsburg

Hi,
danke für den Hinweis auf den Denkfehler. Jetzt hat es geschnackelt. Ich kann Deine Ausführung nachvollziehen - völlig klar. Also wird aus F_ges = F_H + F_R dann (nach Einsetzen aller Formeln):

Okay, damit gehe ich jetzt in meine Getriebeformeln und schaue mal was dann aus Kräften und Drehmomenten für Anforderungen an den Rotor herauskommen.

Die Lastenseilbahnen sind sehr alte Installationen, die normalerweise von Hand betrieben werden (Kurbel an Getriebe). Deswegen die Vorgabe: Windrotor ja, aber keine aufwendige Technik (kein elektrischer Antrieb, o.ä.). Falls der Wind nicht weht, muss wieder per Kurbeltrieb gearbeitet werden können.

Ein Savoniusrotor eignet sich im wesentlichen aus zwei Gründen:

un

2) Hohes Drehmoment bei niedriger DrehzahlDanke und Gruß
clint (Siegfried)

P.S.: bis zum nächsten Denkfehler meinerseits:thumb:

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Baut man da zum Beispiel auch eine Art Gangschaltung für das Getriebe, damit man das auch bei verschiedenen Windstärken gut betreiben kann? Inclusive vielleicht einer Art Leerlaufgang, der am besten selbst aktiv wird, sobald der Wind zu stark werden würde?

clint · Anmeldungsdatum: 10.02.2011 Beiträge: 7 Wohnort: Rendsburg

Hi,
der Savoniusrotor ist ein Widerstandsläufer (Wie ein Brett im Wind). Im Leerlauf, also ohne Last, steigt seine Drehzahl mit zunehmender Windgeschwindigkeit an, sein Drehmoment nimmt aber ab. Mit angekoppelter Arbeitsmaschine (Lastseilbahn) stellt sich irgendwann ein Momentengleichgewicht ein. Das verhindert ein weiteres Ansteigen der Drehzahl über einen max. Punkt hinaus.

Leerlauf als Drehzahlbegrenzung fällt bei cleverer Auslegung also raus. Und daran rechnen wir nun gerade... grübelnd

Viele Grüße
Clint

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Klingt prima smile