Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

 
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Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 16.01.2018 - 17:41 Uhr  ·  #1
Hallo, ich bin am überlegen was besser ist, die Zuleitung vom Windrad auf einer Länge von ca. 25m max. ca. 600watt bei 24V in DC oder AC auszuführen.
Mein Windrad (SWP 600) hat leider den Gleichrichter integriert und die Schleifringe sind dementsprechend nur zweiadrig. Bisher habe ich es so gehandhabt, das ich erst an der Batteriebank gleichrichte um weniger Verluste zu haben.
Für die AC Variante müsste ich allerdings die Kabel Außen am Mast lang führen, was dann eventuell gelegentliches entdrehen bedeutet, hab ich momentan so auf dem Testmast. Musste heute nach eineinhalb Wochen das Windrad einmal zurückdrehen...
Was mir bei der DC Variante auch nicht so richtig gefällt ist die Tatsache das eine Direkte Leitung von meiner Batteriebank nach außen geführt wird und bei einem möglichen Kabelschaden das Kabel dann das leuchten anfängt...
Klar kann man eine Sicherung zwischen setzen, die dann wiederum eine Schwachstelle der Sturmsicherung/Stopschalter sein könnte...
Was würdet ihr machen??

Gruß von der Ostsee
Jörg
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 17.01.2018 - 23:27 Uhr  ·  #2
Hallo Jörg,

+ vom Akku würde ich direkt auf eine Sicherung gehen, z.B. 160A NH-Sicherung
Das begrenzt die Lade- und Entladeleistung bei einem 24 V System z.B. auf 3.8 KW
+ von dort aus zweiadrig zum Stoppschalter des Windrades
Der Stoppschalter muss den Akku trennen und das Windrad kurz schließen
+ vom Stoppschalter zweiadrig zum Windrad
+ beim einem 24 V System würde ich für 25m 2 x 10mm² verwenden

- einen dreiadrigen Anschluss mit dann einer Ader, die sich um das Windrad wickelt würde ich nicht machen:
Das ist eine echte, störanfällige, Schwachstelle, bewegte Kabel sind deutlich kritischer als fest installierte Kabel
- Ohne Sicherung würde ich nichts, auch nicht das Windrad an den Akku anschließen

Noch ein paar Hinweise:
+ Die Akku Sicherung soll im Falle von Kurzschluss den Akku und dein Haus sichern,
nicht das Windrad
+ Der Stoppschalter ist für Wartungsarbeiten und Notsituationen gedacht und sichert Menschen, nicht das Windrad
+ Ich würde, bei deinem 2000Ah Staplerakku (Blei/Säure), das Windrad ohne Laderegler/Bremseinheit, nur mit Stopschalter anschließen

Grüße
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 18.01.2018 - 05:26 Uhr  ·  #3
Hallo, klar klingt komfortabler wenn man nicht öfter mal zum Windrad hochklettern muss, gerade bei dem Wetter.... Das Mastlager mit den beiden Schleifringen/Kohlebürsten überzeugt mich aber auch nicht so richtig, gerade mit Stoppschalter... Wie lange mag so etwas halten?
Im Übrigen kann ich bei der AC Variante jederzeit im Batterieraum checken ob das Windrad elektrisch in Ordnung ist (gegen alle drei Phasen messen, was ich gerne mal mache). Wenn ich den Aufwand betrachte welcher nötig ist um diese Messung direkt am Windrad zu machen weil man MEINT das was nicht stimmt weil wenig Strom kommt (meistens liegt es eher am fehlenden Wind) empfinde ich das enttüdeln gelegentlich als nicht so aufwendig wobei das Windrad bei der Nabenhöhe (wahrscheinlich 18m) ziemlich ruhig steht.
Meine Windräder sind beide ohne Laderegler/Bremse direkt an die Batterie angeschlossen. Ich nutze ein Dumpload der von einem der PWM Solarladeregler geschaltet wird (60A).

Gruss Jörg
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 18.01.2018 - 17:09 Uhr  ·  #4
Hallo Jörg,

meine Anlage liefert AC bis ins Haus und wird dann erst gleichgerichtet. Die Verluste sind geringer.

Ob nun Schleifringe oder sich verdrillendes Kabel, das ist auch eine Glaubensfrage. Beide Methoden haben Vor- und Nachteile.

Ich habe mich für verdrillendes Kabel entschieden und würde es wieder so machen. Zur Entscheidungsfindung vielleicht diese beiden Angaben:
- einmal pro Jahr das Kabel entdrillen reicht bei meiner Anlage vollkommen aus.
- ich habe das Kabel letzten Sommer ersetzt, nach über 20 Jahren in Betrieb. Es wäre noch gut gewesen für weitere Jahre!

mfG
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 18.01.2018 - 19:27 Uhr  ·  #5
Hallo ihr beiden,

technische besser ist die AC Variante sicherlich.
Stoppschalter geht bei der DC Variante ja auch noch über den Gleichrichter,
der kann durchbrennen und dann dreht das Windrad doch durch ...

Soweit ich weiß, verwenden die 'großen' keine Schleifringe,
dort wird dann ggf. automatisch mit Motor entwirrt.

Schleifringe sind aus meiner Sicht Verschleißteile und können auch Ärger machen:
hohe Übergangswiederstände, Verluste, Ausfälle ...

Grüße Frank
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 19.01.2018 - 05:27 Uhr  ·  #6
Bei meinem kleinen Windrad war das gleiche Problem, da konnte ich allerdings den Schleifring entfernen so das ich das Kabel trotzdem durch das Mastlager und den Mast verlegen konnte, brauche ich nur einmal im Jahr Service machen.
Bei dem aktuellen Windrad ist es leider nicht möglich durch das Mastlager durch zu kommen, sodass das Kabel neben dem Mastlager heraus geführt werden muss und dann am Mast herunterhängt. Ich gehe davon aus, das es öfter mal verdreht sein wird, allerdings sieht man es gut von unten ob es nötig ist.
Vielen Dank für eure Meinungen, ich werde in AC verlegen, die Vorteile überwiegen für mich einfach sehr stark. Und gelegentliches Klettern hält jung.
Heute kann ich den Mast abholen, morgen wird aufgebaut, wenn alles klappt....

Gruß Jörg
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 21.01.2018 - 15:26 Uhr  ·  #7
Hallo, die Standortwahl hat sich etwas geändert, geplant war der Schornstein auf dem mein kleines 300watt Windrad steht.
Aufgrund des unerwartetem Gesamtgewicht des Mastes mit Windrad habe ich mich dann für die Dachmontage (ca. 17m Nabenhöhe) entschieden, was prinzipiell auch der bessere Standort ist aber leider deutlich weiter entfernt von meiner Batteriebank, jetzt brauch ich ordentlich DICKES Kabel....

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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 27.01.2018 - 07:04 Uhr  ·  #8
Hier noch mal ein Foto von meinem AC-Anschluß am SWP600.
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 03.10.2018 - 16:50 Uhr  ·  #9
Ich habe mal bei einem Experten gelesen, dass es - entgegen der landläufigen Meinung - besser ist Gleichspannung zu übertragen. Es konnte mir aber noch kein Fachmann richtig erklären warum. Über lange Strecken kommt ja auch die sogen. Hochspannungs - GLEiCHSTROM - Übertragung zum EInsatz. HGÜ. Was ist denn nun besser?
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 03.10.2018 - 17:09 Uhr  ·  #10
Contrary to the common myth, it is more
efficient to send DC along a cable than AC for the same cable size and RMS voltage.
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 04.10.2018 - 16:51 Uhr  ·  #11
Hallo

Lange Zeit war es gar nicht möglich derart hohe Gleichspannungen in Megawattleistungen zu beherschen.
Dank der weit entwickelten Elektronik ist es aber nun möglich.
Das war erst einmal die Schwelle die es zu überspringen galt.

Bei 3 Phasenübertragung tritt eine Selbsterregung auf den Stromduchflossenen Leiter auf.
Diese ist auf langen Strecken kontraproduktief, und senkt die Spannung beim Empfänger oft deutlich.
Je höher der Strom um so weiter steigt diese Selbsterregung.
Da die 3 Phasen die Umgebungsluft als Isolation nutzen sind sie sehr weit auseinander.
Das Magnetfeld jedes Leiter bildet sich um diesen herum , je dicker DER ist um so geringer wirt das Feld.
Man wendet einen Trick an, indem man den Strom durch 2 parallele oder gar 4 parallele Leiter leitet.
Dann muß das Magnetfeld um diesen Verbund herum, mit entsprechenlangem Weg, aber ganz ausschalten kann man das nicht.

Das ist bei Gleichstrom dann anders, keine Selbsterregung, sondern nur eine einmalige Aufladung gegen Erde.
Ob sogar die Erde als Rückleitung genommen wirt kann Ich nicht sagen, möglich wäre das mit einer großflächigen Erdung ja auch.
Bei den kurzen Leitungen einer Kleinwindanlage ist dieser Vorteil eher gar nicht zu messen.
Die haben ja keine hunderte km zu überbrücken.

Gruß Aloys.
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 10.10.2018 - 22:33 Uhr  ·  #12
Ich nehm mal an aufgrund er Leistung das es sich um einen 12V Generator handelt. Prinzipiell ist AC weit verlustfreier zu übertragen wie DC Strom.
Daher hat Tesla auch gegen Edison gewonnen und nun ist alles AC Strom da dies billiger und effektiver war.
Würde daher angemessene 3 Kabel zum Generator führen und Gleichrichter /Laderegler erst vor der Akkubank verbauen.
Alles andere wäre eine teure ineffziziente Sache mit Fingerdicken Kabeln.
Wichtig bei der Leiter Dimensionierung ist auch die Distanz. Da hast du bisher keine Angabe gemacht..
Gruß Hans
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 10.10.2018 - 22:56 Uhr  ·  #13
Hans, kannst du das etwas näher ausführen?

Dass sich Tesla durchgesetzt hat, hatte gewiß noch andere Gründe. Entsprechende Schalt- und Umrichttechnik war noch nicht vorhanden. Außerdem waren viele Vebraucher Motoren, was ohnehin eine weitere Übersetzung zur Folge gehabt hätte. Es geht mir auch gar nicht um die Kabeldimensionierung usw.. Prinzipiell: Warum gibt es dann Ingenieure, die sagen - Gleichspannung übertragen, da weniger Leistungsverluste.

Richtig verständlich kann es irgendwie doch keiner erklären. :)

Nachtrag:

Levcuso hat wohl einen 600 W 24 V Generator. Hans, ich würde deinen Beitrag eher in meinem Nachbarthread platzieren.
Da ging es mal um die grundsätzliche Frage. Und auch Angaben über Entferungen etc. pp.
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 11.10.2018 - 00:20 Uhr  ·  #14
Den Strom DC oder AC zu übertragen,
spielt auf der Leitung bezüglich der 'ohmschen' Leitungsverluste (Transport der Wirkleistung) keine Rolle,
- bei Kleinwindanlagen, aufgrund der relativ kurzen Leitungen.
Entscheidend ist der gesamte Querschnitt, je mehr Querschnitt desto besser,
egal ob 2, 3, 4 oder mehr Kabel.

Bei langen Leitungen (Hochspannungsleitungen), kommt man mit AC irgendwann an seine Grenzen,
weil die Kabel wie Kondensatoren wirken und die Blindleistung (Pendel Leistung)
sich zunehmend erhöht und bemerkbar macht.
Diese Blindleistung kommt nicht am Verbraucher an, pendelt aber auf der Leitung hin und her
und verursacht dort zusätzliche Leitungsverluste, zusätzlich zu den Verlusten durch den Transport der Wirkleistung.

Siehe auch: https://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistung

Davon unabhängig machen das alle, wenn möglich, so wie Dolle es schon sagte,
möglichst viel AC verlegen und idealerweise erst kurz vorm Akku gleichrichten.

Warum:
Gleichrichten 'kostet' normalerweise 1.4 V, beim Einsatz eines Brückengleichrichter.
Bei 12V sind das mehr als 10% und bei 24 V sind das mehr als 5 % weniger Spannung.
Das ist schon signifikant.

Wenn ich die längere Strecke mit einer höheren Spannung fahre,
habe ich weniger Leitungsverluste, weil die Leitungsverluste I² * R sind, egal welche Spannung ich fahre.
R ist der Widerstand der Leitung.
Wenn die Spannung nun höher ist, kann ich eine höhere Leistung übertragen,
bzw. hier korrekter die gleiche Leistung (Die Leistung kommt ja vom Wind),
wird mit weniger Strom (I) übertragen was die Verluste reduziert und das sogar quadratisch.
Das bedeutet bei 12 V habe ich mehr als 20% Verluste und bei 24 V mehr als 10% Verluste
auf der Leitung, wenn ich direkt am Windrad gleichrichte.

Dazu kommt noch das Gleichrichtung, Laderegler Bremse und Dumpload,
oft ein und das selbe Gerät sind. REglung und Bremse benötigen eine genaue Akku Spannung ...
Die Akkuspannung wird dann um die Leitungsverluste falsch 'gesehen':
meistens werden die Kabel auf 5%.. 10% Verlust ausgelegt,
weil ansonsten, gerade bei 12/24 V die Kupferkosten zu hoch werden.
Alternativ müssten die Regler Stromlose 'sense' Eingänge haben und man müsste stromlose Zusatzleitungen legen.
Den Aufwand betreibt kaum einer, weil unnötig wenn man viel AC verlegt was ja alle möglichst machen.

Zitat geschrieben von stormbreaker

Ich habe mal bei einem Experten gelesen, dass es - entgegen der landläufigen Meinung - besser ist Gleichspannung zu übertragen. Es konnte mir aber noch kein Fachmann richtig erklären warum.


Nun, wir haben hier einige 'Fachmänner' im Forum.
Das dir diese Aussage keiner hier bestätigen oder erklären kann liegt schlicht daran,
dass das Zitat des des 'Experten' falsch im Kontext von Kleinwindanlagen ist.

Hope that helps

Erdorf
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 11.10.2018 - 09:03 Uhr  ·  #15
Das war doch schön erklärt, Danke! Jetzt habe ich es verstanden.
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Re: Kabelführung vom Windrad AC oder DC?

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Gepostet: 17.01.2019 - 06:39 Uhr  ·  #16
Habe jetzt innerhalb eines Jahres ca. 5 mal das Kabel entwirren müssen (heißt ca. 3 bis 4 mal das Windrad auf dem Mast drehen). Das Windrad steht ziemlich ruhig, nur wenn es im Windschatten des großen Schornsteins steht, ist es unruhig und das Kabel kann dann schon mal relativ schnell verzwirbeln. allerdings müsste sich das Windrad ca. 20mal in die gleiche Richtung drehen bevor es kritisch wird. Ich würde es wieder so tun.

Gruß Jörg

Die Kabellänge ist ca 70m, ich dachte aber eigentlich das wir das hier besprochen hätten...
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