Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

 
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Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 17.07.2016 - 22:05 Uhr  ·  #1
Hallo,

von einem Kumpel bekomme ich die Tage eine Wetterstation für den EIB Bus, die möchte ich gerne hier irgendwie über dem Dach montieren, denn mit dem EIB Bus und 230 Volt Stromversorgung komme ich ja nun nicht bis zum Windrad.

Hat jemand Erfahrungen mit der Montage eines Windmessers auf dem Dach?

Sollte der Windmesser eine gewisse höhe über dem Dach sein wegen evtl. Verwirbelungen oder stört das ein so kleines Löffelrädchen nicht so sehr?

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 18.07.2016 - 11:08 Uhr  ·  #2
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 18.07.2016 - 21:11 Uhr  ·  #3
Moin,

Du willst Deine Anlage auf dem Berg durch Messung auf dem weit entfernten Dach. überprüfen?

Nach unserer langen Erfahrung kann das kaum klappen.
Denn: auf einem Dach wirkt die Umgebung extrem verfälschend.

Also ohne genaue Kenntnis der Umgebung des Daches kann man nichts machen.
Die Ergebnisse sind dann zufällig geprägt.

Trotzdem : ab 3 M gehts erst los..., je nach Umgebung halt..
Schöne Grüsse!

Cerco
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 20.07.2016 - 07:43 Uhr  ·  #4
Hmmm... Dachte ich mir irgendwie schon, dass das Dach da stört. Also doch mit dem Messgerät zum Windrad. Ich habe schon mal geschaut, der EIB KNX Bus darf so lang sein. Dann muss ich mal schauen was ich mache.

Ich denke mal ich werde das mal auf dem Dach mit einer 2 Meter Latte, die ich mit Spanngurten an einem ungenutzten Schornstein mit Spanngurten befestige, testen.

Wenn ich damit gute Werte bekomme dann organisiere ich mir eine eigene die nur über die Busspannung betrieben wird und montiere die am Mast.

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 25.07.2016 - 19:05 Uhr  ·  #5
Hallo,

so, habe am Wochenende die Wetterstation auf dem Dach befestigt. Erst sahen mir die Werte etwas zu hoch aus, aber heute kam der Wind vermutlich etwas anders und nun sieht das doch recht gut aus...

Ich habe mir nun ein Linux Script geschrieben, welches 10 Sekunden lang jede Sekunde den Windmesser über den EIB Bus abfragt, den Wert speichert, dann nach 10 Sekunden über die 10 Werte den Mittelwert berechnet und in eine Datei schreibt.

Ich denke mal jede Sekunde in eine Datei speichern macht keinen Sinn, denn dafür ist das Windrad zu träge.

So sieht das Ergebnis über den Nachmittag dann aus...

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 25.07.2016 - 19:13 Uhr  ·  #6
Ach ja, habe mir nun noch mal 100 Meter Buskabel bestellt die 230 Volt benötigt die Wetterstation nicht zwingend, wird nur für die Heizung am Regensensor benötigt, der Windsensor funktioniert auch ohne... Damit kann ich dann die Wetterstation direkt unterm Rotor am Mast befestigen.

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 25.07.2016 - 22:43 Uhr  ·  #7


Muß der Sensor tatsächlich Kopf nach unten hängen? Zum Testen mag das alles gehen, aber für richtige Werte sollte der Sensor auch richtig montiert sein.

Bei montage an Deinem Mast ist die Länge des Ausleger entscheidend und abhängig vom Durchmesser des Mastes. In jedem Fall sollte der Ausleger mit Sensor in Hauptwindrichtung zeigen (vermutlich SüdWest).

Gruß Uwe
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 26.07.2016 - 07:29 Uhr  ·  #8
Moin,

die Wetterstation wird so montiert:

Erfahrungsbericht Theben Wetterstation

Normal ist es auch eher dazu gedacht die Haustechnik zu steuern, also wenn zu viel Wind, dann Jalousien hoch fahren, wenn zu hell dann Jalousien runter oder wenn Regen Fenster zu etc. Für solche Messungen ist so ein Teil vermutlich nicht gedacht. Was man schon daran merkt, dass nur ganze m/s angezeigt werden.

Aber ich denke mal da ich immer über 10 Sekunden/10 Werte den Durchschnitt berechne relativiert sich das wieder etwas und günstiger komme ich vermutlich nicht an einen Wind-Logger der direkt mit dem Computer verbunden ist.

Viele Grüße
Stefan

PS: Die Mails die ich zur Benachrichtigung in diesem Thema bekomme sind irgendwie falsch, der Link-Text sieht korrekt aus, aber der Link der dahinter steckt ist hat einen "Space" also eine %20 im Url, daher kommt man auf einen anderen Beitrag!
*!*!*!*!*
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Wind messen auf den Dach oder wo auch immer... den "Mittelwert errechnen"! ?!

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Gepostet: 26.07.2016 - 08:13 Uhr  ·  #9
Hallo Raudi

Du scheinst alles sehr genau und exakt messen zu wollen, um rechnerisch den (möglichen )Ertrag deiner Windkraftanlage zu berechnen. Dagegen ist nix einzuwenden. :-)

Nur ich sehe da einige Probleme, wie Du die Werte "interpretierst" und in Deinen Rechnungen verarbeitest.

Dazu Folgendes vorweg.

Der Professor Crome von der Uni in Bremen hat auf den Workshop in Seelze ein Vortrag über "Wind" gehalten. Unter Anderen hat er auch das "Problem der Windmessung" und der Berechnung der darin enthaltenden Energie wie ich finde sehr anschaulich dargelegt....
Da die Windgeschwindigkeit mit der dritten Potenz in die Rechnung (Energieinhalt) mit eingeht ist es sehr entscheidend, wie der Wind "wirklich weht" !!
Im Windkanal unter "Laborbedingungen" kann man den Wind relativ genau "einstellen" , so das er "gleichbleibend weht" ( gleiche Geschwindigkeit!).
In diesem "ideal Fall" kann man mit einem "Mittelwert der Windgeschwindigkeit " ( ist ja "immer" gleich!) rechnen und erhält "exakte"/aussagefähige Werte!
In der Natur/ Realfall draußen, sind ganz andere Bedingungen!
TURBULENZEN !
Wie Du in Deinen Messwerten ja auch sehen kannst.
Nur wenn Du jetzt einen "turbulenten Wind" mit einem " gleichbleibenden Wind" gleichsetzt , indem Du den Mittelwert der Windgeschwindigkeit bildest machst Du einen gewaltigen Fehler in der Rechnung, der die darin enthaltende Energie um 10 - 20 % verfälscht !

Das kann man sich ganz einfach mal "klarmachen" , indem man in "die Windenergieformel" mit jeweils "konstanter Windgeschwindigkeit" und mit sehr "unterschiedlichen stark wechselnden Windgeschwindigkeiten ( im Mittelwert gleich!)durchrechnet und dann die beiden Ergebnisse vergleicht!

Das Resultat ist folgendes:
Bei unterschiedlicher Windgeschwindigkeit ( aber im Mittelwert gleich) ist der "Energieinhalt" immer WENIGER als im Vergleich zum Wind KONSTANTER Geschwindigkeit !
Je höher die Windgeschwindigkeitsunterschiede ( hohe Turbulenzen!) um so viel mehr NIEDRIGER der Energieinhalt! ( 10 ... 20 % ....!!)

Theoretisch müßte man eine Echtzeitmessung machen mit möglichst "kleinen Intervallen" und diese Werte dann addieren zu einem Gesamtenergieinhalt über den Zeitraum der Messung, um "aussagefähige Ergebnisse " zu erhalten !

Je "mehr" du mit einem Mittelwert bildest und diesen in Deine Rechnungen verarbeitest , erhälst Du "sehr ungenaue" Ergebnisse.... und das macht deinen ganzen Aufwand / Versuch zu "exakten Werten " zu kommen zunichte! ;-)

Klar eine "Tendenz" kann man immer noch "ablesen" mit Deinen "Mittelwerten", wenn einem das reicht ?!? ( mit einer hohen Fehlerquote?! )

Ein sehr entscheidender Faktor ( und sehr oft nicht genügend berücksichtigt!) ist wie turbulent ist der Wind!

......vielleicht macht das ja auch ( unter anderem!) die Diskrepanzen der "versprochenen " Werte der Hersteller zu realen Werten aus...? ;-)

Gruß Ralf
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 26.07.2016 - 08:45 Uhr  ·  #10
Hallo Ralf,

danke für deine Ausführlichen Infos.

Ich denke mal das mein Rotor mit 3 Metern Durchmesser eher träge auf Änderungen im Wind reagiert, daher dachte ich mir, speichere alle 10 Sekunden einen Wert ab, der den Durchschnitt der letzten 10 Sekunden enthält. Denn eine kurze Böe von 8 m/s wird sicherlich nicht dazu führen, dass die Anlage auch die Leistung liefert die bei 8 m/s angegeben ist, erst wenn der Wind mehrere Sekunden mit dieser Geschwindigkeit weht, dann kommt der Rotor auf die Drehzahl und liefert die Leistung. So mein Verständnis.

Und das ganze soll hauptsächlich dazu dienen um die Leistungskurve im Wechselrichter optimal einzustellen. Denn mit einem Hand Windmessgerät ist das irgendwie nicht so einfach, besonders wenn man wie jetzt im Sommer nur wenig Wind hat.

Und wenn ich jede Sekunde den Wert speichere, dann wird das vermutlich eher ungenauer, da die Wetterstation nur volle m/s Werte liefert, keine Nachkommastellen. Ich könnte mal mit 5 Sekunden testen, aber ich schau mir das erstmal an wie das aussieht, wenn ich am Wochenende die Wetterstation direkt beim Windrad platziere.

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 26.07.2016 - 16:51 Uhr  ·  #11
Zitat
... erst wenn der Wind mehrere Sekunden mit dieser Geschwindigkeit weht, dann kommt der Rotor auf die Drehzahl und liefert die Leistung. So mein Verständnis.


Aber da liegt leider auch ein kleiner Gedankenfehler. Es ist zwar richtig das die Drehzahl sich in einem bestimmten Bereich mit der Leistung ansteigt, aber das eben nur in sehr kleinen Schrittchen. Ist die Nennspannung (zB. beim Batterieladen) durch die entsprechend hohen Drehzahl erstmal erreicht steigt im Wesentlichen nur noch der Strom und die Drehzahl steigt nur imaginär mit steigendem Ladungszustand der Batterie.
Bei unausgewogenen Systemen mit zu kleiner Batterien und zu starkem Generator kann die Spannung dann doch auch schon mal 10- 20% steigen, aber das war es dann auch.
Es ist also nicht eine Frage des "Hochlaufens" oder des "auf Touren kommens" wie schnell die Stromspitze der Windboe folgt. Ohne das nun genau in Zahlen zeigen zu können, aber das geht schon mal ganz locker im Sekundenbereich. Dieses Nachlaufverhalten ist auch nicht bei jeder Anlage gleich und hängt von der ganzen Konstruktion ab und natürlich auch von den Rotormassen die bewegt werden wollen (aber unter Umständen dann auch Schwung haben um die nächste Flaute zu überbrücken).

Im Profi- und Großwindanlagenbereich werden Windmessungen in aller Regel mit mindesten 1Hz erfasst und zu 10Minuten Mitteln zusammengefasst. Bei Kleinwindanlagen gilt die gleiche Abtastrate, aber gemäß DIN EN 61400-12-1 Anhang H werden die Mittelwerte auf 1Minute herabgesetzt. Eine Zwischenmittelung wäre nicht zulässig.

Norm hin oder her.... es kommt nicht im Detail darauf an wenn es um die eigene Anlage geht und man sich einen Überblick verschaffen möchte. Entscheidend ist jedoch das maximal Mögliche und "Richtige" aus dem herauszuholen was vorhanden ist. Eine Montage wie vom Hersteller im Bild vorgeschlagen ist allerdings grottig bis katastrophal.
Der Sensor ist viel zu dicht am Mast, so das ein Sektor grob geschätzt von mindestens 60° für eine Bewertung nicht genutzt werden dürfte.



Selbst der sehr knappe Abstand zwischen den Eierbechern und dem Chassis ist bedenklich, den auch das Chassis hat einen Einfluß auf das Windfeld direkt um den Sensor herum und kann den Schalenstern unzulässig beschleunigen oder auch bremsen.
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 26.07.2016 - 17:33 Uhr  ·  #12
Hmmm... Ich habe auch schon überlegt, zu messen wie das eingebaute Anemometer aufgebaut ist, ob man es ggf. gegen einen anderes ersetzen kann. Dann könnte ich einfach nur die Platine in ein kleines Gehäuse bauen...

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 26.07.2016 - 18:52 Uhr  ·  #13
O.k. das Anemometer hat einen einfachen Reedkontakt und liefert 2 Impulse pro Umdrehung, könnte ich also einfach gegen ein anderes tauschen...

Mal schauen... Hier im Shop gibt's ja eins was passen würde...

Ich arbeite hier mit Wechselrichtern und nicht mit Batterien, da geht doch proportional zur Drehzahl die Spannung hoch, sonst könnte ich den Wechselrichter doch auch garnicht mit einer Leistungskurve einstellen...

Aber vielen Dank für die ganzen Tipps!

Viele Grüße
Stefan
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Re: Wind messen auf dem Dach - Wo am besten?

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Gepostet: 30.07.2016 - 14:51 Uhr  ·  #14
Hallo,

so, die Teile sind komplett, pünktlich zum Wochenende. Ich liebe es, wenn ein Plan funktioniert. 8-)

Wetterstation komplett zerlegt, in ein Gehäuse gebaut und ein anderes Anemometer mit Kabel angelötet.

Ein 1 Meter Alu Profil 50x20 besorgt und das Anemometer daran befestigt. An der anderen Seite einen Winkel angeschraubt. Das Ganze habe ich dann mit großen Schlauchschellen möglichst hoch amMast befestigt.

Komisch nur, dass das neue Anemometer, ob wohl es lt. Datenblatt pro Umdrehung 2 Impulse gibt, bei mir nun den doppelten Wind anzeigt... Aber sollte kein Problem sein, da ich die Auswertung mit einem Bash Script mache, kann ich den Wert einfach noch mal durch 2 teilen.

Viele Grüße
Stefan
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