Optimale Power Curve für WindSpot Generator bei Schwachwind gesucht

Also, ich bin jetzt nicht der große Physiker hier, aber vielleicht kann ich doch einen Erklärungsversuch beisteuern. Die Windspot gehört im Übrigen zu den wenigen zertifizierten Turbinen, und es steckt eine Menge Entwicklungsarbeit in ihr. Wenn die Leistungskurve so ist wie sie ist, hat das vermutlich gute Gründe...

Deine 3,5 ist, wenn ich mich richtig erinnere, mit einem Beiwert von 32% zertifiziert. Meine Skystream 3.7 nur mit 29%. Dafür hat meine rund 25 cm mehr Durchmesser, so dass das Verhalten ungefähr gleich sein dürfte. Die Skystream läuft bei 3,5 m/s an, kommt dann bei dieser Windstärke auf rund 20 rpm und erzeugt nichts. Oberhalb 4 m/s erreicht sie dann 120 rpm und der Inverter schaltet sich ein. Sie produziert dann rund 80 W. Der Inverter bleibt dann auch eingeschaltet, selbst wenn die Drehzahl bis rund 60 rpm absinkt. Dann kommen allerdings auch nur noch um die 4 W. Dass Inverter erst ab einer sinnvollen Windstärke in Betrieb gehen, hat damit zu tun, dass sie im Betrieb Strom verbrauchen, und zwar mehr, als bei geringen Windgeschwindigkeiten theoretisch erzeugt werden könnte. Außerdem spielt natürlich auch die mechanische Belastung eine Rolle. Warum soll die Mühle laufen, wenn ohnehin so gut wie nichts dabei herauskommt. Möglicherweise schadet es auch dem Inverter, wenn er dauernd ein- und ausschaltet. Leider beißt da die Maus keinen Faden ab: Unter 4 m/s tut sich nun einmal kaum etwas, egal mit welcher Leistungskurve...

Dieter

Ich weiß nicht, ob Du Dich mit der Pitchregelung der Windspot mal etwas näher auseinander gesetzt hast. Die beruht auf dem genau austarierten Verhältnis von Fliehkräften und Federkräften. Da würden die paar Gramm Trittrutschband mit Sicherheit das System aus dem Gleichgewicht bringen... Von der möglichen zusätzlichen Geräuschentwicklung wollen wir erst garnicht zu reden...

(quote)
Die Enercon auf dem Münchner Müllberg mag zwar ganz chic sein, aber viel produziert hat die sicher auch noch nie.
Zumal das eine falsche Windklasse ist.

Du mahnst hier ja immer korrekte Details an. Welche Enercon ist das denn und wieviel hat sie bisher produziert?

1) Also 50g Trittband bei einem 5kg-Blatt liegt ausserhalb der Toleranz,
die man mit einer Feder einstellen kann.
Geräuschentwicklung? Ablösung=laut. Wenn man die verhindern kann wird's leiser.
Selbstverständlich erzeugt das Band Lärm. Das ist aber weniger als das, was es einspart.
Sollte es klappen.
Auch eine Crome kriegt man damit leiser. DA bin ich mir ganz sicher.

2) Das mit der Enercon-Anlage ist komplexer.
Die Anlagen sind sehr gut (und sehr teuer).
Die haben eben diesen sündhaft teuren Direct-Drive-Generator. (DDR)
Und die Anlage steht da ja schon ewig.
Nun hat man um M eher ein Schwachwindgebiet- wenn die 7 m/s haben sind sie glücklich.
Gefühlt.
Dieser Generator wird durch die Bauform der Anlage effizient gemacht: Auch innen viel Auftrieb.
Der kostet nämlich von den Lasten her nichts. Auftrieb aussen=hohes Biegemoment.
Ausserdem haben sie eine hohe Leistungsdichte. Kannst Du ausrechnen:
Die 127m-Machine hat 7,5MW und somit 600W/m².
Selbst mit den projektierten 6 MW hat sie noch 475. Eine Starkwindmaschine.

Nun hat Enercon ein klitzekleines Problem:
Um die Lasten zu reduzieren müssen sie bei Niedrigwind langsamer drehen.
Die Niedrigwindanlagen drehen z.T nur bei BS-Geschwindigkeiten von 72 m/s.
(oder eine 2-blättrige MAchine bauen- die kriegt man politisch nicht durch) .


Sonst kriegt man die Struktur nicht in die Blätter,
da lastoptimierte Blätter bei 80 m/s TS zu schlank werden. Vorsicht: Steifigkeit geht quadratisch mit der Dicke ein- die haben dann ein Steifigkeitsproblem.
Darum geht's bei Großwind: Lasten runter- dann werden die Blätter und der Machbau (auch Turm) günstig. Und wenn die Blätter leichter werden- werden wieder die Turmfrequenzen besser.

DAs geht aber nicht- dann explodiert der Generator, der ohnehin schon sehr teuer ist, mit den Kosten. Der müsste nämlich bei niedrigerer Drehzahl im Durchmesser wachsen.
Vorsicht: Der Durchmesser ist größer- sagen wir von 100 auf 115m und gleichzeitig sinkt die BS-Geschwindiugkeit von 80 auf 72m/s- Zusammen sind das 25% mehr Generatordurchmesser und somit 25% mehr Pole- (Bin in E-Technik schwach)

Seit 4 oder 5 Jahren haben sie dann auch eine Niedrigwindanlage. Wie sie das gelöst haben weiss ich nicht. Aber ein um geschätzt 2000 Euro teureres Getriebe mit mehr Drehmoment ist halt Dimensionen günstiger.
Vor ~2 Jahren wurde übrigens in neues Getriebe vorgestellt- 10 MNm und 83 Tonnen.
Habe vergessen, wie die Fa heisst- hängt glaube ich an Siemens.
Da ist jetzt der Weg frei für 180 bis 195m- je nach WK.

Die E 126 hat da oben alleine 400 t Gondel.
Wenn wir diese mit dem Faktior 1,4 hochskalieren auf 180m
liegt das Gewicht bei 1000 Tonnen (=400 * 1,4³).

Der einzige Vorteil: Eine DDR ist bei wenig Leistung im Gegensatz zu Getriebe relativ verlustarm.
Das ist für Niedrigwind gut. Bringt aber auch wenig- denn da hat der Wind wenig Energie.

Gegenrede?

Ora

Außer, dass 50 g an der äußeren Hälfte eines Repellers von mehr als 1,50 m Länge bei 300 rpm zu Kilos werden. Und damit ist die ordungsgemäße Funktion dieser Pitchregelung und mit Sicherheit anderer Parameter der Turbine nicht mehr gewährleistet. Was im Übrigen, falls die Mühle noch recht neu ist, etwaige Garantieleistungen ausschlösse.

Den Sermon über die Enercon hättest Du Dir schenken können. Ich wollte einfach nur präzise wissen, welche Enercon dort in München - wie von Dir behauptest - "sicher noch nicht viel produziert hat" und woher Deine Information stammt. Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass jemand dort mehrere Millionen in die Hand genommen hat, ohne zuvor eine detaillierte Windanalyse durchgeführt zu haben.

Hallo Marcus,

ein optimale Lastkurve für eine gegebene KWA an einem bestimmten Standort gibt es eigentlich nicht. Das ist zumindest meine Beobachtung aus den letzten über 20 Jahren mit meinen Windrädern.

Aus diesem Thread kannst Du ersehen dass ich genau dort, nämlich beim Finden der passenden Belastungskurve, auch so meine Probleme hatte, und habe. Max hat extra ein kleines exeltool zur Verfügung gestellt um Hilfestellung zu geben.

Der Hersteller meiner Flügel, Heyde Windtechnik, hat mir geraten die Leistungsabnahme der Drehzahl entsprechen einzustellen. Die Angaben können aus dem Datenblatt abgelesen werden.
Betrachten wir mal den Wert für 3m/s. Da steht dass bei 91 U/min 82 Watt abgenommen werden könnten. Wenn ich das aber so einstelle wird das Rad abgewürgt. Zumindest an meinem Standort mit dem böigen und unsteten Wind zu 99% der Zeit.

Im Sommer, abends, wenn die Sonne schon untergegangen ist entsteht ein interessantes Phänomen. Die jetzt kalte Luft strömt aus den Wäldern, den Hang runter ins Tal. Dabei fließt genau diese Luft schön gleichmäßig und stetig durch mein Windrad. Dieses rennt los wie von der Tarantel gestochen... und schafft locker die 82 Watt... sogar das doppelte schafft sie.

Die im WR hinterlegte Lastkurve kann ich aber nicht andauernd von Hand nach führen, je nachdem ob die Luft warm oder kalt ist oder stetig oder nicht so gleichmäßig fließt.

Ich habe es so gemacht dass der Rotor mindestens 120 bis 130 Upm machen muss bevor Last angelegt wird. Dabei kann es vorkommen dass dafür 4 m/s nötig sind. Unter den oben gezeigten Bedingungen reichen aber auch schon mal 2,5 m/s

Was nun die Abnutzung einer drehenden Anlage angeht sage ich nur dass mein Generator jetzt über 98000 Stunden gedreht hat, mal langsamer, mal schneller... mit den gleichen Lagern und dabei über 20 Jahre alt geworden ist. Mir ist auf alle Fälle lieber sie dreht, auch wenn nicht viel raus kommt. Festrosten soll sie ja auch nicht

Mein WR wird aus dem Netz versorgt. Er kann also nicht spannugsgesteuert vom Eingang her gestartet werden. Sobald der Wind über 3m/s weht startet der WR. Wenn der Wind länger als 30 Minuten unter 3m/s geblieben ist stoppt er wieder. 30 Minuten sind sinnvoll um zu häufige Starts und Stopps von vorne herein auszuschließen bei Wind um die 3m/s herum.

Mein Rat: Lass sie laufen, die Mühle. Bis etwa 5 oder 6 m/s eher unterlasten. Ab 10 m/s lieber etwas mehr Last drauf geben. Dann passt das schon.



Ich habe noch keinen solchen WR in Betrieb gesehen. Ich denke aber schon dass man sich das so vorstellen muss als würden verschiedene Laststufen geschaltet werden. Da ist nix mit linear. Das ist aber auch nicht nötig. Durch das schnelle zu- und abschalten der jeweiligen Stufe entsteht zwangsläufig ein Mittelwert, durch das Tastverhältnis.

mfG
strawberry

Hallo zusammen,
dankeschön für Eure Antworten.
Nachdem derzeit der WInd eher wieder etwas schwächer ist, tuckelt die Mühle auch mal gern mit 150 Volt (ca. 90 u/min) rum.
Daher hab ich den 150V auch noch eine Leistungsabnahme eingetragen.
Meine Kurve sieht daher jetzt so aus:
130V.......0W
140V.......0W
150V.....60W
160V.....90W
170V...120W
180V...150W
190V...180W
200V...210W
210V...420W
220V...570W
230V...780W
Etc.

Damit würgt es die Mühle immer noch nicht ab. Es kann dann teilweise der Wind auf knapp unter 2m/s fallen, dann geht die Spannnung unter 150V und sie dreht frei durch, und sobald der Wind wieder ein Mü stärker weht, geht die Spannung wieder auf knapp über 150V und bleibt auch da.

Bei 120-130 u/min bin ich dann schon bei 190-210 V.


Das ist dann der Bereich der Power Curve, an dem ich nichts verändern werde. 6m/s ist für meine Standortverhältnisse schon eine "steife Briese" Drüber komm ich selten, fragt bitte nicht nach der mittleren Windgeschwindigkeit

Danke für den Link, les ich mir in Ruhe mal durch...

viele Grüße
Marcus

Servus.
Wenn ich alle 2 Minuten die Windgeschwindigkeit erfasse,
und aus den Werten ein gewichtetes Mittel bilde, bin ich im August bei 1,57 m/s, im September bei 1,60, Oktober bei 2,58 und November bei 2,12 m/s.
Da sind dann aber durchaus auch mal Böen mit 10m oder 14m drin. Der höchste Wert, den ich in den vergangenen 15 Jahren aufgezeichnet habe, war 22m/s.

Diesen Monat hat meine kWKA bislang 91 KWH geerntet.
Mein Vater hatte seinerzeit mal einen bundesweiten Vergleich von PV-Anlagen (normiert auf KWP) ins Leben gerufen vor knapp 20 Jahren, der auch heute noch einige hundert Nutzer hat. Gibt es sowas auch für kleine WKA's?


Mit dem größeren Rotor sprichst Du mir aus der Seele. Das Problem an der Sache ist, dass ich meine neue Windspot ein "Ersatzgerät" ist.
Ich hatte vorher bereits eine WKA, und daher bereits Mast, Kabel etc. vorhanden. Das wollte ich weiter verwenden. Wenn ich hierauf einen Rotor mit 6m statt 4m gesetzt hätte, hätte meine Statik nicht mehr gestimmt. (sowohl vom Mast-Fundament her, als auch vom Mast selber). Das Ganze war vor 20 Jahren, als wir die alte WKA errichtet hatten, ohnehin kein leichtes Unterfangen mit Baugenehmigung etc.
Daher war ich festgelegt auf den 4m Rotor. Ich hatte mich i.Ü. auch für eine größere Antaris-Anlage von Herrn Braun interessiert im Rahmen der Neubeschaffung, aber auf Grund des Rotor-Durchmessers dann doch eine kleine Anlage genommen.

Bzgl. dem Pitch: Ich hatte kurzfristig mal 300 u/min auf dem Drehzahlmesser stehen, zwei Sekunden später fiel das Ganze aber auf 200. Da war der Wind so 14-16 m/s.
Allerdings war der Wind auch sehr ruppig zu der Zeit. Einen "gemütlichen" konstanten Wind haben wir hier eh nicht.
Wobei ich jetzt nicht verifizieren kann, ob dann auch tatsächlich 300u/min anliegen, wenn es das Gerät anzeigt. Vielleicht sinds auch nur 270 oder 350? Nur im Bereich von ca 100u/min konnte ich es verifizieren, indem ich die WKA gefilmt habe und den Film dann in SloMo abgespielt und mitgezählt habe.

viele Grüße,
Marcus

Das passiert bei mir auch - ohne Pitch. Es reicht schon ein Wirbel, um Turbinen unserer Größe blitzschnell abzubremsen. Sogar innerhalb einer Sekunde.



Den hat wohl kaum jemand in Höhen von 10-15 Metern. Ich habe jedenfalls in den 6,5 Jahren, in denen die Mühle bei uns steht, noch keinen gehabt...


Ich hatte schon weiter oben darauf verwiesen, dass wir Turbinen ungefähr gleicher Dimension haben. Ich weiß nicht, ob die Drehzahlmesser beim Zertifizieren mitgeprüft wurden. Bei mir zieht jedenfalls die elektronische Stallregelung die Turbine bei rund 330 rpm und der dann anliegenden Leistung von ca. 2,4 kW nach unten, theoretisch auf 2,2 kW. Allerdings werden diese Werte in kurzzeitigen Spitzen übertroffen. Ich denke mal, dass bei Dir ähnliche Werte anzutreffen sind - auch wenn der Stall dann natürlich ganz anders vonstatten geht.

Davon war wohl auch nicht die Rede...

Verschiedene Länder, wie etwa USA, GB oder Australien/Neuseeland verlangen für eine Subventionierung oder die Netzeinspeisung zertifizierte Anlagen. Mit diesen Zertifizierungen sind öffentlich anerkannte Institutionen betraut. Sie laufen nach bestimmten Standarts ab, die sich von Land zu Land ein wenig unterscheiden. Dabei werden vor allem die Leistungswerte geprüft, die elektrische Zuverlässigkeit und die verwendeten Materialien, die eine lange Lebensdauer ermöglichen (um öffentliche Subventionen zu rechtfertigen). Deine Windspot hat, wenn ich richtig informiert bin, solche Verfahren durchlaufen.

Bei meiner Skystream waren das:
Skystream 3.7 Certifications:
Underwriters Laboratories (UL) Certificate Compliance: UL 6142 Standard for Small Turbines
Germanischer Lloyd (GL) Statement of Compliance
International Testing and Certification Services (ITACS) Certificate of Approval (Austraila, New Zealand)
Hungary Certification (TUV Rheinland InterCert. Kft. Products)
UK Microgeneration Certification Scheme (MCS) Certificate
CE Declaration of Conformity (for battery charging applications only)