Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

 
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 20.06.2018 - 12:11 Uhr  ·  #21
Zitat
Von der Seite ist es eigentlich völlig irrelevant, wie viel Leistung der Generator hat. Das Drehmoment des Rotors sollte genau so sein, dass der Generator so schnell dreht, dass der Rotor in der Nähe der optimalen Schnelllaufzahl dreht.


Fast richtig.
Der Generator sollte den Rotor natürlich so belasten dass er bei jeder Windgeschwindigkeit seine Schnelllaufzahl behält. Nun ist das aber bei einfacher Batterieladung praktisch nicht möglich da die Leistung des Generators linear ansteigt, die des Windes in Bezug auf die Drehzahl aber kubisch. Baut man also eine reine Lademaschine so muss man sich einen für die Region optimalen Arbeitspunkt heraussuchen und daraufhin optimieren. Das kann man beim Bau des Generators schon einplanen und ihn entsprechend auslegen.
Das ist aber wirklich nur ein sehr schmaler Grad, außerhalb dieses Bereiches wird die Anpassung schlechter, vor allem Richtung höhere Windgeschwindigkeiten hin ist der Generator dann zunehmend überfordert so dass eine zuverlässige Sturmsicherung her muss um den gen nicht zu braten und den Rotor im Zaum zu halten.

Trifft hier aber alles nicht zu, hier läuft das ganze Kennlinien-gesteuert. Somit kann der Rotor immer optimal belastet werden und läuft auf seine Nenn- SLZ mit bestem Wirkungsgrad - das haut natürlich nur dann hin wenn er entsprechend leistungsfähig genug ist.

Man MUSS das ausrechnen, sonst gehts in die Hose!
Wir haben eine Leerlaufspannung die in der regel linear zur Wellendrehzahl ansteigt. Wird nun der Generator durch einen Widerstand ( also Batterie oder Wechselrichter ) belastet so bricht die Spannung ein. Bei Batterieladung bis knapp über die Batteriespannung. Das ist doof da hier hohe Ströme fließen müssen weil ein Anstieg der Spannung kaum möglich ist. Bei Verwendung eines Wechselrichters kann sie je nach eingegebener Kennlinie mit ansteigen. Als Ergebnis fließen kleinere Ströme und somit entsteht weniger Wärmeverlust im Generator und die Leistungsfähigkeit bzw. der Wirkungsgrad werden erhöht.

Das klappt aber natürlich nur dann wenn der Innenwiderstand des Generators klein genug ist sonst ist bei einem gewissen Nennstrom einfach Schluss (Kurzschlussstrom)
Wenn man durch Betrieb mittels Wechselrichter also nicht auf eine ab Werk genauer Anpassung angewiesen ist, so baut man den Generator eher etwas überdimensioniert bzw. mit möglichst geringem Widerstand damit er bei Starkwind Reserven hat und auch sonst effizient läuft. Je geringer sein Widerstand desto höher sein Wirkungsgrad und desto größer seine Leistungsfähigkeit in Hinblick auf thermische Belastungen.

Zitat
Wählt man den Rotor zu groß, wird's übel: das Drehmoment des Roters ist dann auch zu hoch. Damit dreht der Rotor zu schnell. und soweit ich das beurteilen hat dies einen Pferdefuß: die Blattspitzengeschwindigkeit beziehungsweise die Rotationsgeschwindigkeit geht mit der dritten Potenz in die Nennleistung ein. in wie weit das weggeregelt werden kann, kann ich nicht beurteilen.
Dreht sich die Maschine aber zu schnell, wird durch das zu hohe Drehmoment die Rotationsgeschwindigkeit zu hoch, damit steigt die Blattspitzengeschwindigkeit, damit steigt mit der dritten Potenz (!) die Nennleistung und final fackelt der Generator ab.


Wieder Jain!
Es ist schon richtig dass das Drehmoment ansteigt. Verdopple ich die Windgeschwindigkeit habe ich das 8-fache Leistungsangebot, die Drehzahl bei gleicher SLZ verdoppelt sich aber ebenfalls nur, folglich muss dich das Drehmoment vervierfachen.
Habe ich aber nun einen z.b. doppelt so großen Rotor so habe ich schon die Vierfache Fläche, also nochmal bezogen auf gleiche Drehzahl vierfaches Drehmoment, dazu bei gleicher SLZ nochmal halbe Drehzahl was das Drehmoment wiederum verdoppelt - also insgesamt verachtfacht.

Mit doppelt so großem Rotor mit gleicher SLZ muss der Generator also das achtfache an Drehmoment aufnehmen können. Drehmoment entspricht hier bei quasi konstanter Spannung dem Stromfluss in Ampere! Achtfacher Stromfluss bedeutet bei gleichem Widerstand des Generators achtfache Verlustleistung in den Spulen.

Es ist also enorm wichtig zu prüfen ob er das abkann oder nicht ( und das kann und sollte man rechnen ). Daher meine Frage nach den Werten.

Es ist aber nicht die Rotoationsgeschwindigkeit die Probleme macht. Die Leistung steckt im Wind und nicht im Rotor. Dreht der Rotor mangels Drehmomentabnahme schneller als er sollte, so erhöht sich im Bezug auf die anliegende Windgeschwindigkeit seine Schnellaufzahl, entfernt sich also vom Optimum. In der Folge sinkt der Wirkungsgrad. Bei zu hoher Drehzahl sinkt er etwas flacher ab als bei zu niedriger Drehzahl ( das nennt man übrigens Stalling )

Bei wenig Wind ist das auch unproblematisch - vor allem bei viel Wind jedoch wird die Anlage dann laut und ist unkontrolliert, zerlegt sich im schlimmsten fall da der Rotor solange weiterbeschleunigt bis durch zu hohe SLZ sein Wirkungsgrad nur noch so klein ist dass sich wieder ein Gleichgewicht zwischen Leistungsabnahme des Generators und seiner Abgabeleistung einstellt. In der Regel fliegt er einem jedoch vorher um die Ohren da das Material diesen Belastungen nicht standhält!!!

Im Übrigen funktioniert eine Furlingsicherung bei deutlich unterfordertem Rotor auch nicht mehr da er luvgierig wird!!!
Zwar knickt die Windfahne dann ab, der Rotor steht jedoch weiterhin voll im Wind. Eine vernünftige Sturmsicherung bringt also auch nur dann etwas wenn auch der Rest der Komponenten abgestimmt ist.

Praktisch heißt das nun, dass wenn nur mit 2 KW belastet werden kann auch die Sturmsicherung der Anlage deutlich!!! eher einsetzen muss. Im Fall des Threatstellers bei schon etwa nur der halben Windgeschwindigkeit. Man schneidet obenrum also eine ganze Ecke ab.

Lösen (nachdem man weiß ob der Generator das überhaupt ab kann) kann man das nur indem auch ein größerer Wechselrichter verwendet wird.

Last but not least:

Zitat
Wenn man dann vorher einen CROME-Rotor betrieben hat, der aufgrund der Aerodynamik miserabel ist und kein Drehmoment bringt, kann die Anlage keine Leistung bringen, da das Drehmoment, dass der Rotor erbringt, in keinem Falle so stark ist, dass der Generator sich so schnell dreht, dass er in der Nähe der optimalen Schnelllaufzahl ist.


Unfug!

Der Wirkungsgrad eine Crome-Profil-Rotors ist gar nicht schlecht, allerdings muss man auch wissen wie das Konzept dahinter gedacht ist. Man muss nicht versuchen aus diesem schlanken abgewandelten GOE Profil einen Schnellläufer zu basteln.

Und Drehmoment ist das was die Anlagen am besten können. Nicht umsonst haben die Cromeanlagen je größer sie werden eine steigende Anzahl an Motorblättern um den Flächenfüllungsgrad auszugleichen und auch nicht zufällig sind es Halbflügler oder noch weniger Rotorfläche nur im Außenbereich - das dient der Anpassung der Profile an den Durchmesser der Anlagen - machst überhaupt erst ab guten fünf Metern Durchmesser Sinn - und es sind Drehmoentbomben!!!

Daher hat auch der Generator eine Übersetzung um die kleinen Drehzahlen mit massig Drehmoment umsetzen zu können.

Bei der Betrachtung dieser Profile ist also darauf zu achten für welchen Zweck und in Kombination mit welcher Bauart diese ausgearbeitet wurden - nachzulesen auf der Webseite von C.
ora
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 20.06.2018 - 14:17 Uhr  ·  #22
Dieser Kukate hatte genau 3 Blätter. Das hatte ich sehr wohl gelesen.
Das ist kein Drehmomentjunkie.

Richtig: sie gehen auf Drehmoment- dann kann man als Blatt auch ein Brett nehmen.
Die SLZ eines Rotors mit diesen 3 Blättern dürfte bei etwa 6 liegen.
Deshalb ist das auch kein Unfug. Wäre es ein 5-Flügler gewesen- hättest du Recht.

Der WG einer Crome-Maschine "gar nicht so schlecht"?
Bspw proklamiert er als Rotorwirkungsgrad "0,4" (S.65)- Das schafft so ein Rotor NIEMALS.
Nicht mal, wenn man innen den Kreis wegrechnet.
Übrigens: es gibt KEINE EINZIGE Messung eines Crome-Rotors.
Der Mann baut die Dinger geschätzt seit 25 Jahren. Warum wohl?

Im Gegensatz zu einer Piggott-Maschine - die rennen ziemlich gut.
Der Piggott-Rotor wurde mit "gerade so" cp=0,4 gemessen.
(2013- Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics)
bekannt sollte sein, dass Langsamläufer schlechter sind.

0,365 gebe ich ihm MAXIMAL- eher 0,35.
Wenn wir 20% abziehen für die Verluste liegen wir bei 0,29 WG Gesamtanlage.
Gar nicht so schlecht?

ora
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 20.06.2018 - 22:23 Uhr  ·  #23
es ging,mir auch nicht um einen einzigen speziellen Crome Rotor sondern um die Dinger generell...
Und die laufen ziemlich gut bei kleinen Schnelllaufzahlen.Cp etwa 0,3.
Nicht der Brüller, klar aber darum gehts auch gar nicht. Ea sind quasi unzerstörbare Anlagen mit Schwerpunkt auf Wartungsfreundluchkeit, Langlebigkeit und weltweite Verfügbarkeit der Komponenten.

Wie auch immer, erklären wollte ich eigentlich den Kram mit der Anpassung des Generators
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 21.06.2018 - 11:53 Uhr  ·  #24
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 22.06.2018 - 08:52 Uhr  ·  #25
Guten Morgen,

Brauns Generatoren sind 100 % oder gar noch mehr Überlastfähig. Das weiß ich aus Erfahrungen die man mit den Anlagen inzwischen erfahren hat. An der See oben hat einer sogar mehr Gewichte an die Helikopterstellung gemacht damit die Anlage länger im Sitz bleibt und somit Spitzenwerte von 24 KW bei 11 KW Generator raus kommen. Natürlich sollte er das nicht lange machen, aber scheinbar macht das den Generatoren nichts.
Zumal, wenn ich mir angucke, bei starkem Wind hat man auch entsprechende Kühlleistung am Generator. Tage wie gestern, Starker Wind dabei aber recht warm gibt's ja selten. Wind ist ja eher im Winter anzutreffen, da sind die Außentemperaturen ja hinsichtlich Kühlung deutlich besser. Leider hab ich keine Temp Überwachung am Generator, interessieren würde es mich schon mal, was der manchmal an Grad Celsius hat..
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 23.06.2018 - 12:12 Uhr  ·  #26
beispiel: Doppelter rotordurchmesser heißt 8 fache fläche bei halber drehzahl- also 16 facher Stromfluss.

Fur das hier gefragte Verhältnis bitte selbst ausrechnen...aber hundert prozent sind da lächerlich wenig zumal,dann keine Reserve mehr vorhanden ist.

zum durchrechnen bekomme ich keine Daten gestellt, also bitte selbst kennlinie erstellen, Sturmsicherung anpassen und daumsn drücken
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 24.06.2018 - 17:14 Uhr  ·  #27
Hallo

Das Problem heist garnicht Überlast, sondern Unterlast.
Die Anlage bringt möglicherweise bei 10 mtr Wind und 3,5 m Rotor die 2 kw ! die 10 mtr Wind sind aber nie da, also auch keine 2 kw .
Also ein grösseres Windrad, möglichst mit 2 kw bei 5 mtr Wind.
Selbst mit 7 mtr Durchmesser bringt DAS dann statt 250 W auch nur 1 kw, doppelter Durchmesser sind auch nur die 4 fache Fläche !
Bei 2 kw soll es dann aus dem Wind gereht werden und zwar das Windrad und nicht die Fahne.
Ein Windrad dreht sich ohne Fahne grundsätzlich alleine aus dem Wind durch den seitlichen Versatz des Generators.
Die Fahne zwingt IHN im Wind zu bleiben !

Gruß Aloys.
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 27.06.2018 - 19:25 Uhr  ·  #28
Danke Max für dein Angebot, mir beim Rechnen zu helfen! :-)

Hier die Daten meines Generators.
Es gibt drei Messwerte für die Leerlauf- Spannung in Abhängigkeit zur Drehzahl. Ein
Diagramm liegt nicht vor.
Es handelt sich um die DC- Spannung (gleichgerichtet)

94 U/min = 125 V (DC)
220 U/min = 240 V (DC)
445 U/min= 400 V (DC)

Widerstand: 10 Ohm zwischen Phasenanschlüssen.
Zur Info: Sternschaltung des Generators. Widerstand gemessen zwischen U1 und V1 bzw. V1 und W1 bzw. U1 und W1

Gruß,
Friedemann
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 27.06.2018 - 21:29 Uhr  ·  #29
Hallo

Angenommen der Wechselrichter kann mit 240 V schon 2 kw einspeisen.
Das ist dann ein Strom von 8,33 A, im Generator aber, in den Phasen 4,8 A durch den Verkettungsfaktor von Drehstrom.
Jede Phasenwicklung hat 10 Ohm durch 2 = 5 Ohm.
Spannungsverlust also 5 X 5 = 25 V, macht an den Anschlüssen wieder mal 1,73 = 43 V die die Lehrlaufspannung höher liegen muß.
Wäre dann schon 283 V, und die Drehzahl dafür dann ~260 U/min.

Ein 5 mtr Windrad hat etwa 16 mtr Umpfang, mal 4,33 U/sek sind das ~ 69 mtr/sek = 250 kmh !
Bei SLZ 10 sind dann 7 mtr/sek Wind erforderlich, bei SLZ 7 dann 10 mtr Wind.

Ist die Generatorleistung von 3,5 kw für 400 V ausgelegt, ist der Strom etwa genau so hoch wie bei 2 kw und 240 V, das wäre kein Problem für den Generator denke Ich.

Die 100 % Überlastfähigkeit, teilt sich Spannung und Strom sicher auf, und ergibt dann 1,41 mal höhere Spannung und auch Strom. (Wurzel aus 2).

Wie groß wird denn der Durchmesser nun O-)

Gruß Aloys.
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 28.06.2018 - 20:26 Uhr  ·  #30
Habe heute von Fa. Braun Windturbinen nochmals genauere Messwerte vom Probelauf meinens CK3.5 Generator bekommen,
(die vorigen Werte sind falsch bzw. Info zur anliegenden Last hat gefehlt):

93 U/min = 125V DC bei keiner Last (Leistung = 0), d.h. Leerlaufspannung

218 U/min= 240V DC bei 712 W Last

438 U/min= 400V DC bei 3630 W Last

Widerstand: 9,4 Ohm zwischen Phasenanschlüssen.

Der neue Rotor wird einen Durchmesser von 5,3 m haben.
Verhältnis Leistung zu Drehzahl (für Parametrierung Wechselrichter)
siehe Abb. unten. Quelle: Braun Windturbinen, per Mail.
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Re: Suche Rotorblätter D= 4,4 m oder D= 5,1 m von Heyde oder Braun

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Gepostet: 30.06.2018 - 07:00 Uhr  ·  #31
Hallo!
Damit kannst Du ja jetzt eine hübsche Excel-Tabelle bauen und
gucken, wie der Rotor passt.

Bis jetzt haben wir eine Generatorkennlinie und die Aussage,
dass ein Rotor mit 5,3m da dran soll.

Viel Spaß
ora
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