Innenwiderstand

 
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 14.05.2007 - 10:19 Uhr  ·  #21
Hallo Jürgen,

zunächst war ich doch einigermassen verblüfft, als du den Vergleich mit
der Widerstandsbestimmung für eine Diode zum Vergleich herangezogen
hast.
Aber auf den zweiten Blick, und nach entsprechendem Nachschlagen in
meinen Büchern ( meine theoretischen Kenntnisse sind fast in
Vergessenheit geraten), hoffe ich, daß ich weiß was du meinst, bin aber
nicht sicher.

Wenn ich die Werte aus dem Nomogramm für eine Diode entnehme,
scheint es so zu sein, daß nur die Stromänderung (und die Temperatur)
für die Widerstandsänderung ausschlaggebend sind. Während der Abfall
der Spannung in etwa gleich bleibt und mit ca. 0,6V für eine
normale Silizium Diode.
(Diesen Effekt nutzt man glaube ich zusammen mit einer Zenerdiode aus,
um eine Spannung auf zu addieren um den Eingang einer Steuerstufe
konstant zu halten auch wenn die anliegende Speisespannung schwanken
würde?)
Ich hab mal ein paar Punkte aus dem Nomogramm herausgegriffen und
nachgerechnet, scheint zu passen.

Wenn wir dies auf unsere Schaltung beziehen, so verstehe ich das dann
so, solange kein Strom fließt (also beide Spannungen Generator--Batterie
gleich hoch sind fließt kein Strom, wie bei der Diode wenn die
Durchlasspannung nicht erreicht ist.

Erst wenn die Generatorspannung geringfügig höher wird fließt ein Strom
und erst jetzt " entsteht" ein Widerstand, genau wie bei einer Diode wenn
hier die Durchlasspannung überschritten wird. Wird die angebotene
Leistung erhöht und ein höherer Strom kann fließen ( Bei der Diode steigt
nun der Widerstand mit zunehmendem Stromfluß), bleibt der
Spannungsteil der Batterie auch gleich (ähnlich wie bei der Diode) es
ändert sich immer nur der Strom und der Widerstand und somit die
Leistung, die sich errechnet aus:


P = U * I und der Widerstand R, der sich dann errechnete aus U / I, und
dies wäre dann der Widerstand den ich Rbo genannt hatte?

Hast du das gemeint?

Gruß
Günter
Westerwald
Harald
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 14.05.2007 - 11:17 Uhr  ·  #22
Hallo zusammen,

verfolge euer Fachwissen mit Interesse. (ist positiv gemeint) Da ich selbst in der Praxis keine intensive Erfahrung mit WKA und Bleiakkus habe, musste wie schon so oft "Google" herhalten.
Hier zwei Zitate über den Innenwiderstand einer Batterie:

A. Der Innenwiderstand einer Batterie setzt sich aus einem ohmschen Widerstand und einem elektrochemischen Widerstand zusammen und ist ein Widerstand, der sich durch Abfall der Batteriespannung proportional zum Entladestrom messen lässt. Der Innenwiderstand ist von sehr vielen Faktoren abhängig (z.B. Temperatur, Stromstärke, Säuredichte, Alter der Batterie, Gitterlegierung,...).

B. Innerer Widerstand (IR)
Der von einem Stromkreiselement einem Gleichstromfluss (Gs) entgegengebrachte Widerstand. In einer Zelle ist der innere Widerstand die Summe der ionischen and elektronischen Widerstände der Zellenelemente.

In der Praxis ist es nicht unbedeutend welcher Bleiakku für die Pufferung der erzeugten Energie bei WKA oder Photovoltaik zum tragen kommt. Ein KFZ Akku hat einen kleineren Innenwiderstand als eine Solarbatterie. Ein gesunder KFZ Bleiakku von 100 Ah kann ca. 9 mOhm, eine Solarbatterie 20-50 mOhm laut Herstellerangaben haben.

Fassen wir einmal grob die gesamten el. Widerstände einer WKA zusammen:
1. beim Wechselstromgenerator bzw. 3 Phasen Wechselstromgenerator
a) Innenwiderstand der Feldwicklungen je nach Leistung und Spannung
b) Spannungsabfall an den Gleichrichterdioden von 0,5 bis zu 1 Volt je nach Ausführung
(dieser Spannungsabfall reduziert auch den möglichen Ladestrom)
c) eventuell noch eine Stromrückflussdiode im Laderegler
d) Widerstand der Ableitungen vom WKG zum Laderegler bzw. Akku.
(bei 12 Volt und höheren Strömen ist dieser Leitungswiderstand schon von Bedeutung und
sollte durch genügend große Querschnitte im mOhm Bereich liegen)
c) Übergangswiderstände der Klemmverbindungen und Stromabnehmer wenn vorhanden.
d) Innenwiderstand des bzw. der Akkus je nach Typ und Zustand.

Diese gesamten Widerstände zusammen lassen demzufolge bei x Volt erzeugter Generatorspannung einen Ladestrom von I= U/R zu. Die Sperrspannung der Dioden ist noch von der erzeugten Generatorspannung bei der Berechnung abzuziehen, was schon am Ende einige Watt an Verlustleistung sein können.
Bei einem 3 Phasen Wechselstromgenerator erfolgt je nach Typ die Ableitung der erzeugten Spannung bzw. des Stromes über 3 getrennte Leitungen bis zum Gleichrichter des Laderegler.
Leider müssen auch hier die Querschnitte groß genug ausgelegt werden.

Die Gleichrichterverluste könnte man mit Mosfets als Gleichrichter geschaltet und mit der Generatorwechselspannung gesteuert kompensieren. Eventuell hat schon jemand eine solche Schaltung aufgebaut und kann darüber berichten.

Diese Zusammenfassung sollte nur eine verständliche Kurzfassung für nicht Elektroniker sein und die Leistungsverluste durch unterschiedliche el. Widerstände darstellen.


Grüße
Harald
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 14.05.2007 - 15:24 Uhr  ·  #23
Hallo Harald,

die Frage die für uns zu beantworten ist , ist folgendermassen
zusammenzufassen.
Wenn ich darüber urteilen soll, ob meine Anlage eine gute Leistung
bringt, muß ich den inneren Widerstand meines Generators kennen.
Die Formel für eine optimale Anpassung lautet: Pmax für den Verbraucher
ist zu erreichen, wenn Ri = Ra , soll heißen, daß der Innenwiderstand
des Verbrauchers genau so groß ist wie der Widerstand des Generators.

Die andere Sache die bekannt sein muß, ist der Widerstand des
Verbrauchers. Ich habe mir da nie große Gedanken drum gemacht, denn
ich bin immer davon ausgegangen daß wenn ich z.B 12,5V an einer
halbvollen Batterie messe, und einen Strom von z. B. 2A, daß sich der
Widerstand der Batterie, die in diesem Fall als Verbraucher zu betrachten
ist, wie folgt berechnet: R = U / I

also 12,5V / 2A | R = 6,25 Ohm.

Ich habe diesen Widerstand als inneren Widerstand der Batterie betrachtet
und auch so genannt. Dann gab es den Kommentar von seti2, daß der
innere Widerstand einer Batterie in der Größenordnung nicht höher als
50m Ohm anzusiedeln sei. An Hand der Fachbücher war dies auch
vollkommen in Ordnung, nur diese Werte allein eingesetzt in einer
Anpassung z.B. sein Windrad hat einen Widerstand

von 18 Ohm zu 0,05Ohm gleich 360 zu 1

d. h. 360 Anteile der erbrachten Leistung sollen im Generator verbraten
werden? Erscheint absurd. Es muß also noch ein anderer Widerstand
vorhanden sein.


Da war mir die Anpassung von 18Ohm zu 6,25 Ohm schon
wahrscheinlicher, die ist zwar auch sehr schlecht, scheint aber logisch zu
sein.

die Diskussion ging also darum, wie die Werte rein rechnerisch zu
erklären sind.

Vielleicht hast du eine Idee bzw. eine Gleichung die die Gegebenheiten
klären würde.

Gruß
Günter
Westerwald
seti2
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 14.05.2007 - 20:35 Uhr  ·  #24
Hallo Günter,

zu Deinem vorletzten Beitrag:
Ich wollte nur mit dem Vergleich mit der Diode folgendes sagen:
In einer funktionierenden Schaltung (z.B. Gleichrichtung) kannst Du an der Diode eine Spannung messen und einen Strom messen.
Natürlich kannst Du aus diesen Werten einen Widerstand berechnen, nur ist dieser für die Schaltung nicht relevant.
Im Prinzip musst Du den ausgemessenen Punkt auf der Kennlinie suchen, dann an der Kurve eine Tangente anlegen und aus DeltaU zu DeltaI den reel wirkenden (differentiellen) Widerstand berechnen.

Ich wollte keinen Vergleich zu unserem Problem geben, sondern nur, dass aus einem Widerstandswert, der definitiv ausgemessen wurde nicht immer auf einen reelen Widerstand geschlossen werden kann.

zu Deinem letzten Beitrag:
In einem Punkt gebe ich Dir recht:
Beim Beispiel 12,5V / 2A "sieht" der Generator die 6,25Ohm ,steigt nun der Ladestrom auf z.B. 12,6V 5A würde Dein sog. Rbo 12,6V/5A = 2,5Ohm ergeben,fällt der Ladestrom auf 0,1A würde Dein sog Rbo 12,4V/0,1A = 124Ohm gross sein. soweit o.k.

Aber mit diesem Rbo kannst du nichts anfangen, auch keine Leistungsanpassung berechnen , da sich dieser Rb0 dauernd während der Ladung ändert.

Nochwas zur LadeLEISTUNG:
Nochmal die Annahme:
Ug=12,6V I = 2A Ri=0,02Ohm Die Batterie ist auf 12,5V geladen also Ub0=12,5V
Dann beaufschlagt natürlich der Generator die Batterie mit 12,6V * 2 A = 25,2Watt
Die Leistung an Ri beträgt PRi = IQuadrat * Ri = 80mWatt (Wärme)
Die Leistung die in die Batterie "gelangt" ist 25,2W - 0,08W = 25,1W
hier gibts keinen Widerspruch, wie schon erwähnt.

Grüsse
Jürgen
Harald
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 08:44 Uhr  ·  #25
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 10:14 Uhr  ·  #26
Hallo Harald,
dies ist eine prima Anleitung zur Bestimmung des Innenwiderstandes
für eine Batterie. Sie enthält eigentlich genau das, was wir auch so
angenommen haben.

Diese Anleitung zeigt die Gegebenheiten auf, wie sich der Widerstand
bei einer Entladung zu einem Verbraucher verhält, bzw. auch hier ist die
beste Anpassung gegeben wenn der Ri = R also gleich groß ist.

Bei unserer Diskussion ging es aber um etwas anders, wir haben zwei
Spannungsquellen spannungsmäßig gegeneinander zusammengeschaltet.
Hier befindet sich die Batterie im Ladezustand (als Verbraucher R in der
Zeichnung einzusetzen) gegenüber dem Generator. Hier stellt sich die
Batterie dem Generator nicht nur durch den Innenwiderstand dar, und
um die Benennug bzw. Berechnung dieses ( wie ich glaube)
Geamtwiderstandes ging es in unserer Diskussion. Wenn man darüber
etwas finden könnte......

Gruß
Günter
Westerwald
(
Harald
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 11:43 Uhr  ·  #27
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 15:23 Uhr  ·  #28
Hallo Harald,

es regnet und meine Baustelle steht unter Wasser, deshalb hab ich im
Moment etwas mehr Zeit.

Ich hab mir mal die Seite von dem Thomas Mertin angeschaut. Hab nach
diesen Vorgaben eine Maschenberechnung durchgeführt.(Alle anfallenden
Spannungen in unserer Masche müssen die Summe 0 ergeben) Hat alles
genau wie in unseren Rechnungen gepasst. Aber wieder das gleiche
Problem wie vorher, wenn du den anfallenden Spannungen einen
Widerstand zuordnest an dem sie abfallen, hast du Schwierigkeiten
(In diesen Beispielen von Martin wird Ri vernachlässigt.)

An der Batterie fallen 0,01mOhm * 2A = -0,02V am inneren Widerstand
ab, am inneren Widerstand des Generators bei mir 1,8 Ohm, fallen- 3,66V
an. Die der Generatorspannung entgegengesetzte Batteriespannung
beträgt -10,8V (Hier für eine leere Batterie )diese Spannungen zusammen
ergeben die Generatorspannung von +14,48V. Soweit passt es.

Für die Beurteilung der Anpassung mußt du den Innenwiderstand des
Generators mit dem Widestand des Verbrauchers, hier Batterie,
vergleichen.
Rein messtechnisch liegen am Verbraucher 10,82V an bei 2A und dies
ergäbe R = U / I = 5,41 Ohm, so teilen sich auch die nachmessbaren
Leistungen auf. Wie Jürgen tu ich mich da auch schwer einen fiktiven
Widerstand an zunehmen an dem die 10,8V abfallen.


Rein rechnerisch wüßte ich nicht wie es anders geht. Aber das heißt ja
nichts :lol:

Gruß
Günter
Westerwald
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 16:01 Uhr  ·  #29
Hallo Jürgen,
du schriebst:

Ich wollte keinen Vergleich zu unserem Problem geben, sondern nur,
dass aus einem Widerstandswert, der definitiv ausgemessen wurde nicht
immer auf einen reelen Widerstand geschlossen werden kann.


so habe ich das auch verstanden,
bevor die Sache mit der Diskussion um den Widerstandswert allgemein
aufkam, habe ich mich schon länger mit dem Thema optimale Anpassung
für unsere Mühlen beschäftigt.

Aber mit diesem Rbo kannst du nichts anfangen, auch keine
Leistungsanpassung berechnen , da sich dieser Rb0 dauernd während der
Ladung ändert.


Für eine Beurteilung welcher Ohmbereich abgedeckt werden muß,
brauchst du die Werte für eine leere Batterie für den unteren
Spannungsbereich mit Minimalladungz.B.2A und Maximalladung von
z.B. 20A.

Für den oberen Spannungsbereich brauchst die Werte wie oben für
eine volle Batterie. Also nach meinen Überschlagsrechnungen
mußt du einen Bereich abdecken von ca 0,5 Ohm bis ca 7,5Ohm.
Für meine Lima mit ca. 260Watt Maximalleistung bei 9m/s.

Ich hatte das schon zum Teil fertig, ich würde gern deine Meinung dazu
hören, bevor ich es weitergebe ins Forum.
Ich hab das als Word dokument, bräuchte dann aber deine e-mail
adresse zum Datei anhängen. Bist du interressiert?


Gruß
Günter
Westerwald
seti2
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.05.2007 - 18:28 Uhr  ·  #30
Hallo Günter ,

klar bin ich interessiert ! Den Ansatz den Du gemacht hast ist schon nachvollziehbar ,bitte schicke mir das ganze mal an
jragg_at_web.de (_at_ mit @ ) ersetzen.


Hallo Harald,

sehr interessant Deine Links, vor allen der erste ! Ich werde mir das ganze mal zu gemüte führen.

Grüsse Jürgen
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.01.2008 - 15:26 Uhr  ·  #31
Zitat geschrieben von Mystikwolf
( leerer Akku = hohe last da gesammtwiderstand sehr gering und viele freie Ladungsträger, voller Akku = geringe last da gesamtwiderstand sehr hoch und nur wenige freie Ladungsträger )

Hallo,Mystik
Bitte erkläre mir das mal.
Leerer Akku hat größeren Widerstand. Warum sollte der Gesamtwiderstand sehr gering (also klein sein)
Voller Akku hat ganz kleinen Widerstand. Warum sollte der Gesamtwiderstand sehr hoch sein?
Sehr hoch= mehr Ohm ! Kleiner Widerstand = weniger Ohm.!
viel viel wind
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Re: Innenwiderstand

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Gepostet: 15.01.2008 - 15:42 Uhr  ·  #32
Hallo Mystikwolf
Hat sich in so weit erledigt weil ich das Datum nicht berücksichtigt habe, an
dem der Post geschrieben wurde. Schnee von Gestern aber es war Schnee,oder?
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