Kennlinie programmieren und Windwechselrichter anschließen

Der Schlupf ist vergleichsweise so gering, dass die Wahrnehmung von Außen als Quasi-Synchrondrehzahl erfolgt.
Im Link bei WIKI ist von 1% die Rede. Das ist insofern falsch, da er abhängig ist von der Maschinengröße.
Für 5,5 KW als Motor ist in den Unterlagen von Nord Drivesystems 2,33% errechenbar. Werden es mehr ist der Motor überlastet.
Als Generator dann "Spiegelung " an 1500 u/min.

Da bei meinem Vorredner die Nachteile des Asynchronen ganz ausgeklammert wurden. Das liest man in jedem Handbuch:
- Höhere Verlustleistung im Rotor (elektrische Verluste, Wärme) wegen Felderzeugung im Kurzschlussläufer -
Ich erinnere mich, dass wohl dafür im Leerlauf bis 40% des Nennstromes fließen. Was Motorenbauer natürlich tunlichst verschweigen würden. Näheres weiß vielleicht der Aloys.

Max hatte ich geschrieben:
....dass es nicht im Eignersinne sein kann, dass mittels Asynchronmotor Energie aus dem Netz gezogen wird,
nur damit sich die Mühle bei Fehlrichtungen des Windes und Flaute auch noch dreht.
Auch ist es eine ziemlich langweilige Windmühle, die nur 2 Drehzahlen hat.
Und wenn die Drehzahl zurück geht, wenn die Windrichtung nicht stimmt,
das war bei solchen Bauarten früher auch nicht anders.

Bisher ist als Entgegnung nichts zurück gekommen. Ich hoffe, das hat sich damit auch erledigt.

Außerdem ist bei Herrn M zu lesen, dass er sich die Option, doch mal auf Batterieladung um zu stellen, für die Zukunft nicht verbauen will. Auch dafür brauchte er den Netz-WR. Stichwort AC-Coupling.

Danke Che,

für die Präzisierung zum Schlupf.

Asynchron Generatoren haben generell einen hohen Wirkungsgrad, In den Unterlagen von Nord Drivesystems wird für die 5,5 kW Maschine 91% (Bei Nennleistung) angegeben. Auch wenn hier die Effizienz nicht im Vordergrund steht könnte man schon noch betrachten wie der Wirkungsgrad z.B. bei Halblast wäre.

Viel wichtiger fände ich eine Betrachtung für den Wirkungsgrad des Rotors, wenn z.B. nur zwei Drehzahlen möglich wären.
EasyWind passen über ein passives Pitchsystem den Rotor an, was hier ja nicht möglich ist.

Davon unabhängig ist gerade die vorhersehbare Drehzahl, bei einem Windrad, was an einem Haus angebaut ist, ein Vorteil und kein Nachteil.

Batterieladung wird durch einen Asynchrongenerator natürlich nicht verbaut. Es müsste später ein spezieller Inselwechselrichter angeschafft werden. Ein schon angeschaffter Netz-WR reicht definitiv nicht. Herr Malzahn findet die Idee der Batterieladung "verlockend" das hat jedoch im "Moment keine Priorität". Wenn man einen Netz-WR gar nicht erst anschaffen braucht, wäre das auch für eine spätere Batterieladung ein Vorteil.

Grüße

Hallo Che,

Batterie Ladung hat hier keine Priorität. Und natürlich braucht man dann in der Regel keinen Netzwechselrichter
sondern einen Inselwechselrichter. Wie dann die Ladung in die Batterie erfolgt ist ein weiteres Thema,
was ich hier nicht weiter vertiefen möchte, weil es eben keine Priorität hat.

Zurück zum Asynchron Generator. So AC gekoppelt dreht der Rotor vom Windrad mit der Netzfrequenz,
vorhersehbar egal was der Wind macht. Macht der Wind mehr Druck, wird eingespeist, macht er keinen Druck, wird das Windrad vom Netz angetrieben. Es gibt nur einen geringen Drehzahl Unterschied, Stichwort Schlupf.
Die Nenn TSR ist wichtig um den Arbeitspunkt des Rotors bei Windgeschwindigkeit X und Drehzahl Y festzulegen.

Es gibt Asynchron Generatoren mit schaltbarer Polzahl, was z.B. ein zweistufiges elektrisches Getriebe wäre. Damit hätte man die Möglichkeit den Rotor in zwei Drehzahl Stufen (manuell oder automatisch schaltbar), je nach Windangebot laufen zu lassen.
Insofern die Frage: Wie verhalten sich z.B. zwei feste Drehzahlen bezüglich des Wirkungsgrades des Rotors, der ja eine feste Nenn TSR hat. Die Drehzahl des Rotors bleibt ja fast konstant und das Windangebot wechselt.

Grüße

Bezüglich Netzwechselrichter am Ausgang des Insel-WR, bei einem Synchrongenerator, das ist doch genau das, was Ihr mir mühsam verklickert habt! . Frag mal wieso! Aber momentan egal.

Da Ostern vor der Tür steht, und ich natürlich grundsätzlich dafür bin, dass jeder zu seinem Recht kommt, habe ich mich mit dem Dänischen Konzept näher beschäftigt. Also Asynchronmaschinen direkt am Netz.

Bei Gasch/Twele wurde dazu folgendes veröffentlicht, mit Quellenangabe im Bild:



Auf S. 450 ist zu lesen:
"....überwiegend mit einem kleinen und einem großen Genrator ausgestattet. Heute werden nur noch polumschaltbare Maschinen verwendet."
Das "heute" bezieht sich vermutlich auf ein Datum vor etwa 40 Jahren. Denn heute ist das bei Großanlagen völlig out, schon deshalb, weil die Geräuschanforderungen härter geworden sind.

Zur Funktion:
Vorweg nehmend: Jeweils im P-Maximum liegt die nenn-TSR an, denn da ist der Cp am höchsten.

Hier also 2 Drehzahlen, vermutlich 30 und 60 u/min. Verhältnis 1/2 ist typisch.
Bei 3 m/s (erste P-Kurve) lässt man vermutlich noch frei trudeln, ohne Netzaufschaltung.
Bei 4 m/s leichte Überdrehzahl, bei 5 m/s optimal, bei 6 m/s Unterdrehzahl.
Bei 7 m/s Umschalten auf die Hoch-Drehzahl, damit die Fehlanpassung nicht zu groß wird.
Allerdngs erst bei 8 m/s ein 2. Optimum, bis es bis zum Ende (lt. Gasch hier 25 m/s) wieder zunehmend zu Fehlanpassung wegen Unterdrehzahl kommt. Bezüglich Sicherheit sogar sinnvoll, denn es herrscht zunehmend Stall (Strömungsabriss).
Der aber ist hörbar!

Nun ist aber lt. Entwurf von Herrn M bei 7,5 m/s schon Ende Gelände.

Auch habe ich mir die Situation in einem schematischen Cp-Verlauf für Langsamläufer mal angesehen.



Nehmen wir mal an, die Nutzung ist von 3 bis 8 m/s vor gesehen.
Bandbreite also 5 m/s , Mitte davon 5,5 m/s (5 m/s /2 + 3 m/s) , Auslegungs-Vw

Bei 5,5 m/s, Bandmitte, soll also Nenn-TSR 3 herrschen. Dafür wird die Quasi-Synchrondrehzahl eingerichtet.
Nun gilt:
Bei gleicher Drehzahl ergibt doppelte Vw zwangsläufig halbe TSR, bei halber Vw das Doppelte. TSR =Vu/Vw
das heißt,
bei 8 m/s ergibt sich TSR 2 (5,5/8*3=2,06) Der Cp ist abgefallen, aber akzeptabel.
bei 3 m/s ergibt sich TSR 5,5 (5,5/3*3=5,5) Der Cp ist merklich dünne. Möglich, dass der Generator als Motor helfen muss.
Um das zu vermeiden, schaltet man den z.B. erst ab 4 m/s zu.

Wenn man die Auslegungs-Vw runter nimmt auf 5 m/s kommt man bei 3 m/s wenigstens auf TSR 5 und akzeptabelen Cp.
Bei 8 m/s dann TSR 1,875 und der Cp ist immer noch i.O.
So etwa könnte es gehen.

Möglicherweise ist geschuldet der geringen Nenn-TSR und dem Umstand, dass nur bis 8 m/s gefahren werden soll,
ein Auskommen mit nur einer Drehzahl hier möglich. Dann fällt das Rappeln bei Polumschaltung weg.
Denn das kann heftig ausfallen und länger dauern, beim Trägheitsmoment eines solchen Rotors.

Und ja, natürlich lässt sich über einen Windsensor Netztrennung bei Flaute erreichen.

Was der eine aber eben chic findet - Einheitsdrehzahl - bezeichnet der Andere als langweilig.
Herr M hatte sich dazu schon geäußert, kann aber natürlich seine Meinung auch noch ändern.

Zur Option, den Synchronmotor doch verkaufen zu können:
Ja, ein Asynchronmotor ist billiger, braucht etwas Steuerung, aber keinen Netz-WR.

Aber obwohl der Synchrone noch nie benutzt wurde ist er bezüglich Preis automatisch gebraucht! Außerdem, wer will sowas haben? Der Hersteller - will verkaufen.
Dann die Huddeleien des Wechsels.

Aber wir diskutieren bisher ja nur.

So Max, jetzt habe ich wieder breiten Raum eingenommen. Bleibt nur die Frage, gut oder nicht gut?

Nuchts anderes habe ich ja gesagt - da konntest du ja gar nicht mit Leben ujd hast mich gebeten Bücher zu lesen damit ich es verstünde...

Aber auch ich kann rechnen und hatte das überschlagen. Daher sagte ich dass auch eine Drehzahl hier ausreichend wäre. Polumschaltbar brauchts also auch nicht sein. Ich würd den Generator dann gleich auslegen auf 10 Kw. Hat man Reserven um zwecks Drehzahlanpassung Stern oder Dreieck zu wählen. selbst wenn man nicht dazwischen umschalten möchte. Zudem schadets ja nicht, kost kaum was mehr und bietet Sicherheit bei "Spitzenlasten".

Und natürlich ist es auch nicht so wie von dir zuvor beschrieben dass,bei wenig Wind das Ding Strom ausm Netz zieht und dann das Windrad antreibt. Der Generator wird nur bei Last zugeschaltet bzw. könnte man ihn aktivieren sobald er Nenndrehzahl erreicht bzw. über Schlupfdrehzahl geht. Dann weiß man ja dass Drehmoment anliegt und kann deaktivieren wenns unter Schlupfdrehzah geht. Bocksimpel. Geht sogar noch simpler aufzubauen.
Muss man aber das Rad ja nicht neu erfinden, gibts fertige Lösungen.
Jemand wie du mit etwas Ahnung von Elektronik kann da auch flott ne eunfache Steuerung bauen, reicht ggf. sogar schon eine Analoge Lösung. Danach kommt nur noch ne ENS - fertig. zwei Redunandante Drehzahlsensoren für Bremseinleitung und Generatordrehzahl und gut is - meiner Meinung nach.

Was redest Du da schon wieder?
Der Ort Wartin liegt da wo er ist! Und dafür weist der globale Windatlas 4,5 m/s Mittelwind im Jahr aus, für 10m Höhe.

@ Max: An Dich hatte ich ja gedacht, mit den Worten "dass jedem Gerechtigkeit wiederfährt".
Hättest Du mich aber vorher schon überzeugt, dann hätte ich gewiss geantwortet, wo er Recht hat, hat er Recht.

Und 3 Beiträge zuvor ist von mir zu lesen,
"Und ja, natürlich lässt sich über einen Windsensor Netztrennung bei Flaute erreichen."

Es gilt immer der letzte Stand!

Bin nicht unbedingt erpicht, Steuerungen zu bauen. Muss außerdem den gängigen Normen entsprechen, für andere Leute auf jeden Fall.
Der Einspeise-WR von SPE hat alles schon drin. Da braucht man nur noch anschließen.

Gut das waren die mittleren Windgeschwindigkeiten die der Wetterdienst von Kachelmann angibt was nicht heißen muss dass dort direkt am Boden gemessen wird.

Es darf natürlich gelacht werden! Kachelmann ist nicht ganz der globale Windatlas, er fühlt sich eher für Deutschland zuständig.

Vielleicht bin ich ja auch nur zu dumm im Global Wind die Werte für 10m Höhe zu finden. Bisher konnte ich da nichts von unter 100m Höhe und aufwärts finden.

Nehmen wir ruhig einmal die 4 1/2m/sec als Mittelwert an dann sind wir bei der vorliegenden Rotorgröße - falls der Wirkungsgrad dort wirklich mit den eher hochgegriffenen 28 % der Chromschen Tabelle so hoch liegen sollte - bei sehr wohlwollend angenommenen knapp über 2000 W vor den mechanischen Verlusten und hinter dem Generator mit viel Glück dreht er sich unter Last noch!

Wir haben bereits gehört und im Video gesehen dass sich die Mühle mit unbelastetem Generator nur relativ langsam dreht bei unbelastet. Wenn das schon die 4 m/sec Windgeschwindigkeit waren ist das langsam und sobald dann erst eine Last zugeschaltet wird - erinnere ich mich richtig das gesagt wurde die Übersetzung ist 1 : 55 ?

Das wäre dann 55 x soviel wie der eigentliche Torque am Geni.

Bevor man sich Gedanken über Netzeinspeisung macht - wäre es da nicht sinnvoll an den Generator eine Last sagen wir im Wert von nur 1500 W für den Anfang und dass bei Wind mit etwa 4 m/sec (dem Mittelwert) anzuklemmen um zu sehen ob sich dann die Flügel überhaupt noch bewegen?

Ein Heizlüfter dafür tuts schon!

Ein Pferd zäumt man üblicherweise auch von vorne auf und wenn Herr Malzahn geholfen werden kann dann sollte er wohlweislich Max bei der evtl. Wahl eines Einspeisers zu Hilfe ziehen und meine Empfehlung geht bei Sturmsicherheit für alle Fälle in die gleiche Richtung die Max schon vorgeschlagen hat : Fliehkraftbremse an der schnellen Welle.

Für die Fälle die eigentlich nicht vorgesehen sind! Mit Wetterphänomenen müssen wir immer rechnen. Und damit dass eine Bremsung von Hand aus welch immer Gründen nicht zustande kommen kann!

Kein Grund also bei den hoffentlich zu erwartenden Energieerträgen bei den angenommenen mittleren Windgeschwindigkeiten den Generator für seine Zwecke als unterdimensioniert zu erkennen wohl aber da Wetterextreme durchaus mal eintreten können ein triftiger Grund um über Maxens Vorschlag einer zusätzlichen Fliehkraftbremse an der schnellen Welle nachzudenken.

Max war bei der Seefahrt auf den Meeren aktiv, ist auch heute noch durch seinen Nebenjob als Hafenmeister mit der See verbunden und weiß genau warum der germanische LLoyd für die Zertifizierung beim Schiffbau für die Konstruktionen 7 fache Belastbarkeit von der höchsten angenommenen Belastung als Sicherheit verlangt.

Bei Windmühlen ist das idealerweise ebenso.

Hallo zusammen,

Der Asynchronmotor bzw. Asynchron Generator ist Standard Industrie Technologie. Wenn es darum geht zusätzliche Komponenten zum Überwachen und Steuern zu finden würde ich in diesem Bereich danach suchen.

Man installiert normalerweise einen sogenannten Motorschutz.
https://de.wikipedia.org/wiki/Motorschutz_(Elektrotechnik)

Dieser löst z.B. bei Überlast aus und trennt den Asynchron Generator vom Netz. Der Rotor würde hoch drehen, was ab einer gewissen Drehzahl eine mechanische Bremse auslösen sollte.
Die mechanische Bremse alleine sollte auch den Motorschutz auslösen was das Netz abtrennt und zu prüfen wäre.
Am besten alles nur manuell zurück setzbar so dass man aktiv eingreifen muss bevor der Rotor wieder in Betrieb geht.

Auch würde ich den Rotor nicht vom Netz trennen, wenn der Wind nicht genügend Kraft hat. Dann zieht er halt eben Netzstrom. Wir reden hier über 1..2 Euro pro Stunde bei 5 kW Vollast, was ja nicht ist, weil der Motor im Leerlauf betrieben wird und teilweise oder meistens sogar vom Wind unterstützt. Es reicht das zu visualisieren und das Abschalten kann manuell erfolgen. Es ist von Vorteil wenn man den Generator auch unkompliziert als Motor laufen lassen kann. z.B. für Demonstrationen oder Tests. Bei Tests wäre es sogar schick doppelte Drehzahl erreichen zu können.

Grüße

Ganz so leucht geht es nicht Frank. Ein künstliches technisches Hindernis ist die ENS. Die stellt gewisse Anforderungen bevor sie das Netz freigibt. Sonst wär das sehr einfach.

keine Ahnung ob ein asyncron generator Batteriestrom benoetigt in einem Inselsysthem (um dass es ja hier mit Netz anschluss nicht geht)
Selbst wenn ohne oder mit Netz anschluss sollte ein Ringkern - Inselwechselrichter (der ja auch am Eingang mit am Netz haengt) keine Problem haben mit einem solchen generator .... Fuer mich trotzdem bleibt kann der Anspruch diesels Gebaeudes nur heissen ein Plus Energie Haus zu werden, bzw ueber 100% autark zu sein, und der Netz Anschluss ist dann primaer "nur" zum Einspeisen von erneuerbaren Enegien in das Netz (also eigentlich die Nachbarn) gedacht

3 Elemente dafuer werden gebraucht um dies mal durchzuspielen (gedanklich erstmal ) und jedes Element kostet ca 2500 Euro

1. Inselwechselrichter 5 kW (Victron oder SMA
2. Eine Batterie-Bank mit ca 35 kwh Kapazitaet
3.den angesprochenen asyncron Generator der entweder direkt am Netz haengt oder besser am Inselwechselrichter

Ja ich verstehe das 3.Element ist die Fragestellung , Aber Sehr sicher bin ich mir dass der asyncron Generator direct vom Inselwechselrichter" gefueht" wird, alternative, den vorhandenen syncron generator gleichrichten und auf Batterie Spannung angleichen und direkt in die Batterie laden... So hab ich dies mit meiner AC Wasserturbine gemacht.... Aber I'm Prinzip als Szenario, sind es wirklich nur diese 3 Bausteine und die sollte man sich mal fiktiv auf den Schreibtisch legen und Scenarien um das Netz herum verschieden..