Hallo alle,
dass ich dabei bin, ein Windrad für mein Boot zu konzipieren, ist kein Geheimnis... kann man hier nachlesen.
Vorstellung meines Bauplanes hier im Forum
Dass ich dabei einige (vielleicht spinnerte) Ideen umsetzen möchte dürfte auch nicht zu übersehen sein.
Nun sind für mich für das Boot nicht die Maximalerträge das oberste Gebot, sondern eher eine relativ konstant verfügbare Leistung.
Ansonsten müsste ich die Batteriekapazitäten zu sehr ausweiten.
Sturmsicherheit usw. habe ich bereits bei der Konstruktion nach jetzigem Wissen bestmöglich berücksichtigt.
Nun geht es um die effizienteste Nutzung der durch das Windrad produzierten Energie.
Die Wirtschaftlichkeit der Umsetzung steht hinter der Maximalausnutzung und den Kosten für die Elektronik.
Der sehr hohe Aufwand beim Wickeln der Spulen ist sicherlich eine Erschwernis, aber ich betrachte es als Hobby.
Nun zu meiner Idee und der erforderlichen Elektronik - grob umschrieben.
Ich beabsichtige, die durch die unterschiedlichen Drehzahlen erzeugten Spannungen auf einen überschaubaren/leicht verarbeitbaren Spannungsbereich zu reduzieren.
Dies beabsichtige ich so umzusetzen, dass ich pro Phase mit 8 Spulen arbeite, diese mit steigender Geschwindigkeit von Seriellschaltung stufenweise zu einer kompletten Parallelschaltung umschalte.
Anbei eine Grafik, in der die verschiedenen Schaltzustände untereinander beispielhaft für eine Phase dargestellt sind.
Der Einfachheit halber habe ich die Schaltung mit Kontakten dargestellt, die jedoch durch elektronische Bauteile ersetzt werden sollen.
Die Angaben hinter den Schaltbeispielen sind in Relation bei einer Drehzahl zu sehen.
Die roten und grünen Kontakte sind die, die direkt mit der Phase verbunden sind, die lila Kontakte werden für die Seriellschaltung benötigt.
So könnte man die Spannung für 4 Drehzahlbereiche definieren
Z.B:
Drehzahlbereich 1: 50 - 100 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 2: 100 - 200 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 3: 200 - 400 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 4: 400 - ? U/Min = 15-? V
Die Spannung wäre dann relativ leicht für die Ladung der Batterien zu nutzen. Die Drehzahlbereiche sind beispielhaft und müssen erst noch in der Praxis definiert werden.
Durch die Umschaltung auf Parallel- statt Reihenschaltung wird in dem Schaltbeispiel jeweils die Spannung halbiert, der mögliche Strom erhöht.
Die Verluste für Step-Up-/Step-Down Wandler sind für mich zu hoch. Mit Spannungsverdopplern aus dem anderen Forum möchte ich nicht arbeiten.
Mein Ansatz ist, die Spannungsunterschiede bereits im Entstehungsbereich verarbeitbar zu halten. (auch aus Sicherheitsgründen)
Für die Steuerung der Schaltung hatte ich an eine Microprozessorschaltung wie C-Control oder ARM oder ähnliches gedacht.
Die Umschaltung der 3 Phasen sollte parallel erfolgen. Ich dachte, dass ich direkt neben den Spulen jeweils einen Ring mit einer Platine aufbaue und aussen dann einen dicken Leiter für die jeweilige Phase fixiere, so dass möglichst wenig Verluste oder Aufwände durch lange Leitungswege entstehen.
Das Hochschalten muss natürlich früher als das wieder Runterschalten stattfinden, damit kein Aufschaukeln der Schaltung stattfindet.
Bei der Parallelschaltung wird dem Windrad natürlich durch den Generator ein höherer Widerstand entgegengesetzt.
Die Steuerung könnte unterhalb des Windrades/Generators in einem geschützten Gehäuse untergebracht sein.
Als Erschwernis kommt hinzu, dass ich das Windrad modular aufbaue, so dass die mögliche Leistung des Windrades auch unterschiedlich ist und in der maximalen Leistungsabnahme berücksichtigt werden muss, da bei halber Windradhöhe das Windrad sonst durch zu viel Stromabnahme gebremst werden könnte. Diese Umschaltung müsste natürlich mit Umbau des Windrades manuell vorgenommen werden.
Die Bremse muss nicht sein, da greife ich auf die Erfahrungen anderer mit Lenz 2 zurück, die diese für unnötig halten. (wird natürlich im Feldtest bei Sturm getestet)
Nun mein Anliegen zur Unterstützung:
Da meine Elektronikkenntnisse noch aus der Zeit der Relais und Transistoren stammen, hätte ich einen langen Lernpfad vor mir, um eine Microprozessorsteuerung optimal zu designen und zu programmieren.
Natürlich will ich das im Laufe des Projekts auch lernen, aber ich denke, dass jemand, der mit diesen Schaltungen schon öfter gearbeitet hat und im Thema MOS-FET Bausteine besser zu Haus ist, mir sicherlich schneller zu einer nutzbaren Schaltung verhelfen kann. Hier suche ich die Unterstützung!
Die Platinen, Bestückung, Verdrahtung usw. werde ich natürlich machen.
Die entstehenden Kosten für z.B. die nötigen Bauteile trage ich selbstverständlich auch.
Konstruktionsunterlagen, Pläne, Schaltpläne usw. werden selbstverständlich nach dem Projekt allgemein verfügbar gemacht.
Eine Auswertung der Leistungsdaten bekommt das Forum natürlich.
Ich habe nicht vor, mich in dem Bereich selbständig zu machen... es ist ein non-profit-Projekt.
Gruss Friedhelm
dass ich dabei bin, ein Windrad für mein Boot zu konzipieren, ist kein Geheimnis... kann man hier nachlesen.
Vorstellung meines Bauplanes hier im Forum
Dass ich dabei einige (vielleicht spinnerte) Ideen umsetzen möchte dürfte auch nicht zu übersehen sein.
Nun sind für mich für das Boot nicht die Maximalerträge das oberste Gebot, sondern eher eine relativ konstant verfügbare Leistung.
Ansonsten müsste ich die Batteriekapazitäten zu sehr ausweiten.
Sturmsicherheit usw. habe ich bereits bei der Konstruktion nach jetzigem Wissen bestmöglich berücksichtigt.
Nun geht es um die effizienteste Nutzung der durch das Windrad produzierten Energie.
Die Wirtschaftlichkeit der Umsetzung steht hinter der Maximalausnutzung und den Kosten für die Elektronik.
Der sehr hohe Aufwand beim Wickeln der Spulen ist sicherlich eine Erschwernis, aber ich betrachte es als Hobby.
Nun zu meiner Idee und der erforderlichen Elektronik - grob umschrieben.
Ich beabsichtige, die durch die unterschiedlichen Drehzahlen erzeugten Spannungen auf einen überschaubaren/leicht verarbeitbaren Spannungsbereich zu reduzieren.
Dies beabsichtige ich so umzusetzen, dass ich pro Phase mit 8 Spulen arbeite, diese mit steigender Geschwindigkeit von Seriellschaltung stufenweise zu einer kompletten Parallelschaltung umschalte.
Anbei eine Grafik, in der die verschiedenen Schaltzustände untereinander beispielhaft für eine Phase dargestellt sind.
Der Einfachheit halber habe ich die Schaltung mit Kontakten dargestellt, die jedoch durch elektronische Bauteile ersetzt werden sollen.
Die Angaben hinter den Schaltbeispielen sind in Relation bei einer Drehzahl zu sehen.
Die roten und grünen Kontakte sind die, die direkt mit der Phase verbunden sind, die lila Kontakte werden für die Seriellschaltung benötigt.
So könnte man die Spannung für 4 Drehzahlbereiche definieren
Z.B:
Drehzahlbereich 1: 50 - 100 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 2: 100 - 200 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 3: 200 - 400 U/Min = 15-30 V
Drehzahlbereich 4: 400 - ? U/Min = 15-? V
Die Spannung wäre dann relativ leicht für die Ladung der Batterien zu nutzen. Die Drehzahlbereiche sind beispielhaft und müssen erst noch in der Praxis definiert werden.
Durch die Umschaltung auf Parallel- statt Reihenschaltung wird in dem Schaltbeispiel jeweils die Spannung halbiert, der mögliche Strom erhöht.
Die Verluste für Step-Up-/Step-Down Wandler sind für mich zu hoch. Mit Spannungsverdopplern aus dem anderen Forum möchte ich nicht arbeiten.
Mein Ansatz ist, die Spannungsunterschiede bereits im Entstehungsbereich verarbeitbar zu halten. (auch aus Sicherheitsgründen)
Für die Steuerung der Schaltung hatte ich an eine Microprozessorschaltung wie C-Control oder ARM oder ähnliches gedacht.
Die Umschaltung der 3 Phasen sollte parallel erfolgen. Ich dachte, dass ich direkt neben den Spulen jeweils einen Ring mit einer Platine aufbaue und aussen dann einen dicken Leiter für die jeweilige Phase fixiere, so dass möglichst wenig Verluste oder Aufwände durch lange Leitungswege entstehen.
Das Hochschalten muss natürlich früher als das wieder Runterschalten stattfinden, damit kein Aufschaukeln der Schaltung stattfindet.
Bei der Parallelschaltung wird dem Windrad natürlich durch den Generator ein höherer Widerstand entgegengesetzt.
Die Steuerung könnte unterhalb des Windrades/Generators in einem geschützten Gehäuse untergebracht sein.
Als Erschwernis kommt hinzu, dass ich das Windrad modular aufbaue, so dass die mögliche Leistung des Windrades auch unterschiedlich ist und in der maximalen Leistungsabnahme berücksichtigt werden muss, da bei halber Windradhöhe das Windrad sonst durch zu viel Stromabnahme gebremst werden könnte. Diese Umschaltung müsste natürlich mit Umbau des Windrades manuell vorgenommen werden.
Die Bremse muss nicht sein, da greife ich auf die Erfahrungen anderer mit Lenz 2 zurück, die diese für unnötig halten. (wird natürlich im Feldtest bei Sturm getestet)
Nun mein Anliegen zur Unterstützung:
Da meine Elektronikkenntnisse noch aus der Zeit der Relais und Transistoren stammen, hätte ich einen langen Lernpfad vor mir, um eine Microprozessorsteuerung optimal zu designen und zu programmieren.
Natürlich will ich das im Laufe des Projekts auch lernen, aber ich denke, dass jemand, der mit diesen Schaltungen schon öfter gearbeitet hat und im Thema MOS-FET Bausteine besser zu Haus ist, mir sicherlich schneller zu einer nutzbaren Schaltung verhelfen kann. Hier suche ich die Unterstützung!
Die Platinen, Bestückung, Verdrahtung usw. werde ich natürlich machen.
Die entstehenden Kosten für z.B. die nötigen Bauteile trage ich selbstverständlich auch.
Konstruktionsunterlagen, Pläne, Schaltpläne usw. werden selbstverständlich nach dem Projekt allgemein verfügbar gemacht.
Eine Auswertung der Leistungsdaten bekommt das Forum natürlich.
Ich habe nicht vor, mich in dem Bereich selbständig zu machen... es ist ein non-profit-Projekt.
Gruss Friedhelm
