Energiegewinnung mithilfe von Drachen

wie wärs mit nem Cody?

Zitat

Original von Benj
...Bei einer unserer Ideen wollen wir die elektrische Energie durch einen zyklischen Prozess am Boden gewinnen, welcher durch einen abwechselnd aus- und einlaufen Drachen angetrieben werden könnte...

Bei der Kombination aus Wind und zyklisch halte ich Windräder für effektiver. Nur mal so als Einwand, bevor ihr in ein Wirkungsgrad-Desaster rennt.

wie wäre es mit einem Sled und einer Reffleine?

Zitat

Original von Benj
Meinst du den Drachentyp, mit dem man Lasten (auch Menschen) in die Luft befördern kann?
Wie könnte man da den Auftrieb steuern?

genau den!
und zwar mit einer zweiten Leine mit der man den Anstellwinkel der Drachens beeinflussen kann, wie es Herr Cody in seinen Manlifting-Experimenten selbst gemacht hat.
Eine solche Waage lässt sich natürlich auch für andere (Kasten?-)Drachen planen.

Moin,

> Was mich interessiert ist, ob einer von euch Mechanismen kennt, um den Auftrieb eines Einleiners zu regulieren,
> wie könnte man das z.B. bei einem Cody machen?

Bei einem Cody läßt sich der Auftrieb durch den Anstellwinkel zum Wind mittels einer Vierpunktwaage regulieren.
Je länger die hinteren beiden Waageleinen, desto geringer sind Anstellwinkel und Auftrieb.
Jedoch bedarf es noch immer zusätzlicher Kraft, um den Drachen zum Boden zu befördern.

Geeigneter scheint eine Drachenfähre, deren Segel sich, oben angekommen, zusammenfaltet, so dass die Fähre an der Schnur zurückgleitet.
Das Wiederauffalten des Segels sollte automatisiert weniger Energie benötigen als das Herabholen eines Drachens und doch wiederholbarer als das Auffalten eines Sleds sein.
Die Drachenfähre könnte eine Schnur unter nutzbarem Widerstand von einer Rolle abspulen, auf dem Rückweg der Fähre würde mehr nutzbare Energie beim Aufspulen freigesetzt, Verlust ensteht einzig beim Auffalten der Fähre.

Generator am Boden
Große Kurbel oder Scheibe an der die Zugleine befestigt ist und eine Steuerleine für den Anstellwinkel, der den Druck aus dem Drachen nimmt, bevor die Kurbel am oberne Totpunkt ankommt und wieder für druck sorgt, wenn der unter Totpunkt überschritten ist. Mit einem Schwungrad sollte sich so ein Generator betreiben lassen. Eventuell braucht es noch eine Übersetzung um ordentliche Drehzahlen zu generieren, da ruckartige Bewegungen am Drachen vielleicht die Strömumng abreissen lassen.
Das kann man jetzt mit einem Trägerdrachenn und einer Drachenfähre realisieren, oder mit fast jedem andern Drachen, der stabil fliegt. z.B. Cody, Rokakku,, etc. ( langsame Rotation)

Eine Zweite Variante fällt mir in diesem Moment ein:

Der gleich Aufbau mit einer entsprechenden Kurbel und einem ordentlichen Schwungrad. In der Flugleine Ein Paar rotorenoder Turbinen, Wenn die Kurbelbewegung klein genug ist sollte die Elastizität und Trägheit der Leine reichen um eine Kontinuierliche Rotation zu gewährleisten.
Hintergrund:
Der Drachen zieht die kurbel nach oben. die Zugleine wird nachgegeben.Wenn die Zugleine nachgegeben wird, geht Druck aus dem Drachen. Bis der Drachen wieder Druck aufbauen kann vergeht eine kurze Zeit, während der das Schwungrad die Kurbel über den oberen Totpunkt und nach unten Weiter dreht. Unten angekommen zieht die gespannte Flugschnur die Kurbel wieder nach oben, beschleunigt das Schwungrad etc.
Ok. es muss ein ordentliche Schwungrad sein, es braucht ein Gtrieb und die Rotationsbewegung muss schneller sein, als die Trägheit des Wind-Drachen-Zugleine Systems. (schnelle Rotation)

Achim: an sowas hab ich auch die ganze zeit gedacht. Auf das Schwungrad kann man unter Umständen sogar verzichten, wenn man mehr als 2 Drachen an entsprechend versetzten Kurbeln befestigt.

Moin,

> Wie groß könnte man die Fähre relativ zum Zugdrachen machen?

Eine reine Schätzung meinerseits: Bei 4 bft Cody mit 50er Zelle, Drachenfähre mit 250cm Spannweite.

Hi Benj,

ich finde, das ist eine geniale Idee und ich habe schon öfters mit den Gedanken gespielt, dass soetwas möglich sein müsste. Es gibt auch Drachenfreaks, die an ihre Drachen Windräder gebaut haben, um Strom für eine Nachtbeleuchtung zu erzeugen. Ich halte die Lösung mit dem ausrauschenden Drachen zwar für technisch schwieriger, aber auf Dauer effektiver. Denn mit dem am Drachen hängenden Windrad gibt es ein Problem: Das Windrad hat auch bei einer geringen Größe einen riesigen Windwiderstand bei einem vergleichbar niedrigen Drehmoment, so dass man einen noch gigantischeren Drachen an den Himmel hängen muss, um ein paar Watt Leistung zu erhalten.
Aber rechnen wir mal ein bisschen:
Wenn ein Drachen mit 1m/s steigt und an der Leine eine Kraft von 1000 N wirkt, erzeugt er 1KW. Wenn durch eine Verringerung des Anstellwinkels die Zugkraft auf 1/3 reduziert werden kann (weniger ist nicht realistisch, wenn der Drachen stabil in der Luft bleiben soll), ergibt sich eine Ausbeute von ca. 666W auf längere Zeit gerechnet. Für 1000 N Zugkraft sind je nach Wind in der Größenordnung 10 m² tragende Fläche notwendig, nur ganz grob überschlagen. Das ist schon ein ziemlich dicker Brocken, ein Cody mit dieser Fläche wäre eine 70er Zelle, allein schon von den Kosten völlig inakzeptabel. (ich glaube der 70er kostet bei 8er Lutz über 600 EUR und das ist Serienproduktion) Daher kommen eigentlich nur vollflexible Drachen in Frage, die aber widerum den Nachteil haben, dass sich der Anstellwinkel nur in sehr geringem Umfang ändern lässt. Es muss also ein Drachen entwickelt werden, der einen großen Unterschied in der Zugkraft bei hohem oder niedrigem Anstellwinkel hat, und der in der Herstellung nicht zu kompliziert ist.
nächster Punkt: Es ist viel billiger und weniger anfällig, 10 Drachen mit je 1 m² zu verwenden als 1 Drachen mit 10m² (mit gleicher Robustheit). Der Grund ist, dass sehr viel billigeres Material verwendet werden kann und alle Beschläge einfacher gestaltet werden können, bestimmte Verstärkungen sogar weggelassen werden können. Daher kann die Lösung nur eine Drachenkette sein, bei der die Beschädigung eines einzelnen Drachen keine Auswirkung auf die Funktion des gesamten Systems hat. Der Vorteil der Drachenkette wäre auch ein anderer: Die Windausbeute wäre größer. Es könnten an einer Leine mit einer Winde und einem Generator 100 Drachen a 10 m² angebracht werden, was einer Ausbeute von 66kw entspräche. Bei einem Abstand von 20m der Drachen zueinander ergäbe sich eine Länge der Kette von 2000m plus der Flugleine zum ersten Drachen. So eine Kette zu bauen, ist mit den zur Verfügung stehenden Materialien möglich. Einen einzelnen Drachen mit 1000m² Fläche, der vernünftig fliegt, gibt es soweit ich weiß noch nicht.

Allerdings wäre der Aufwand, um läppische 66kw zu erzeugen, ganz schön hoch. Nach derzeitigem technischen Stand schätze ich, dass eine solche Anlage mind. 100 000 EUR kosten würde, inkl. 100 70er Codys, Flugleine, Generator und Steuerungseinheit. Bei einer Verfügbarkeit von, sagen wir mal 3000 Stunden im Jahr, wird Strom im Wert von 20 000 EUR erzeugt.

Ich möchte hier keinesfalls die Kreativität bremsen. Aber es drängt mich, doch noch mal ein paar Kriterien einzuwerfen, welche den Lösungsraum einschränken. Als da wären:

- Robustheit gegenüber böigem Wind
- Robustheit gegenüber drehendem Wind
- Robustheit gegenüber wechselnden Windgeschwindigkeiten
- Langlebigkeit der Materialien (Abnutzung, Alterung)
- Wartbarkeit
- Wiederanlauffähigkeit (insbesondere nach Flaute; möglichst ohne manuellen Eingriff, wenn Flauten häufig vorkommen)

Ich gebe zu bedenken, dass für eine Kraftanlage die Anfangsinvestitionen kaum eine Rolle spielen. Egal, ob hoch oder niedrig, wichtig ist, dass die Anlage - einmal aufgebaut - noch Jahrzehnte später mit geringstem Wartungsaufwand viel Strom liefert. Angesichts dessen haben z. B. die Drachenleinen und -stoffe, wie wir sie einsetzen, nicht gerade große Aussicht auf Erfolg.

Freundliche Grüße
lilo

Ach je, es geht doch gar nicht um eine wirtschaftliche Rechnung sondern nur um die Machbarkeit. Egal was und wieviel dabei herauskommt. Es gibt schon die Idee mit einem Drachenkarussel, die tatsächlich jemand bauen wil. Ob das einen Sinn ergibt ? wer weiß, aber wenn man nicht anfängt quer zu denken bekommt man keine neuen Perspektiven.

Anstatt einer Steuerleine zum Einstellen des Anstellwinkels, könnte man auch den hinteren Teil eines Grund-Drachens der ja zur Anpassung an den Wind dient fernsteuern.

Noch 'ne Idee zur Fähre:
Eine feste Tragfläche (Flexifoil-Profil), die an den zwei Enden durch jeweils eine Drachenschnur geführt wird. So eine Tragfläche kann auch einfacher durch Anschläge zum Steigen und Absinken bewegt werden.