Aufbau-Doku: System mit Ista Breeze i-2000

Die Gesamt-Länge dürfte etwa 8m sein, der WR sitzt bei mir direkt am Fuße des Windrads in einem Schaltschrank zusammen mit der restlichen Technik.

Aus der Turbine heraus kommen übrigends 3 x 2,5mm² Kabel - diese habe ich dann mit 3x 4mm2 um besagte 8m verlängert.

Das ist mehr als ausreichend: Nehmen wir an, am WR liegen bei 1200 Watt 70V AC an, ergeben sich 17.1 A. dafür würde ein 1.5mm² noch taugen, wenn man ein Auge zudrückt. (Das 2.5 der turbine wäre bis 26A fein, das folgende 4mm² bis 40A) - so ist bei mir auch der gesamte Rest der Schaltung bis zum WR dimensioniert: auf 40A.

Zum einen ergibt sich so ein gemütlicher Sicherheitspuffer, zum anderen aber natürlich auch geringere Leitungsverluste. Preislich ist der Unterschied zwischen 2,5 und 4mm² (bei gesamt 30m gekauften Kabel) zu vernachlässigen.

Da geht es am sichersten mit einem durch das Rohr gehenden Ringbolzen mit Ringmutter auf der Gegenseite, 8 mm Schraubung das Mindeste, 5 mm wäre definitiv Spielkram.

Hallo

Wie ist denn überhaubt der " Lastfall ",? der ist nur auf Abscheren belastet, und muß das Gewicht der Gondel tragen.
Also 5 mm Durchmesser mal 5 mm Wandung sind schon 25 mm² mal zwei Schrauben.
Weiches Allu hält etwa 10 kg pro 1 mm² auf Druck und Zug, macht zusammen dann 50 mm² mal 10 kg = 500 kg Tragfähigkeit bevor sich da etwas Verformt.

Gruß Aloys.

Genau. Gewinde in 5mm Alu sind nicht auf Zug belastet, sondern auf Scherung.

die schwächste Stelle im Mast dürfte der 1m Teil sein, der vom Abspannpunkt zur Gondel geht. Hier muss ja 100% Kraft zu den Abspannpunkten geleitet werden.

Lt. Datenblatt ist das Rohr verbiegefest bis 160 MPa, umgerechnet 1600 kg/cm². Ab dann tritt eine elastische Verformung ein - erst ab 8% soll es zu permanenter Biegung oder Bruch kommen.

Für die Biegung ansich ist ja auch der Durchmesser relevant, nicht nur die Wandstärke. Das sind hier 4,8cm also etwa wie eine Redbulldose mit 5mm Wandstärke.

Bin hier allerdings kein Experte, hat sich für mich jedoch gut gelesen

Ich denke das fällt unter die Kategorie "werde ich dann sehen". Bei extremen Windstärken werde ich das Windrad eh ausschalten, und kurze Böen wird das Material schon abkönnen.

Wegen dem Ruckartigen Belasten habe ich mir auch bereits Gedanken gemacht - aber hier noch nichts weiter anvisiert, da das im Nachgang adressiert werden kann.

Bei Schiffen die im Hafen liegen hat man dieses Problem auch, hier werden oft dämpfer / Federn ("Ruckdämpfer") in die Verseilung eingebracht - sowas z.b.: https://www.compass24.de/ausru…iMQAvD_BwE

Allerdings hat dies natürlich zur Folge, dass sich das Schiff auch bei gespannter Verseilung ein paar centimeter bewegen kann. Das will man ja, überlege gerade ob das für die Windmastabspannung überhaupt wünschenswert wäre. Man dämpft ja nicht nur den initialen "Ruck", sondern gibt jeder Stossbelastung einen gewissen Elastizitäts-Spielraum mit.

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Eigentlich nicht nötig denke ich. Der Wind kommt ja nicht von "0 auf 100" aus einer Richtung. D.h. selbst bei starken Böen ist das Seil in Windrichtung ja eigentlich bereits vorgespannt im Rahmen des vorhandenen Spielraums. Und die Drahtseile ansich haben ja trotzdem auch eine gewisse Elastizität, wenn auch nur im zehntel mm Bereich

Ich finde das ist sehr gut gelöst!

Eventuell noch etwas fetten, damit die Seile und der Mast nicht zerreiben?
Ich hatte alle beweglichen Teile gefettet (Lagerfett) und das hat gut funktioniert.

Davon unabhängig, werden die Seile normalerweise recht stark vorgespannt. z.B. auf 50% der erwarteten Maximallast.
Hierdurch entsteht ein Federsystem das ruckartige Belastungen dämpft.

Dann hängt erst bei über 50% Belastung ggf. ein Seil durch.

Noch etwas:
Dünnere Seile sind elastischer. Es ist wegen der Dämpfung nicht gut den Seildurchmesser zu groß zu wählen.

Grüße

Hi Carl,

ja, klar das meinst du. Das stimmt natürlich, man muss regelmäßig prüfen und in der Regel nachspannen.

Sorry, wenn ich mich unglücklich ausgedrückt habe.

Grüße

Der Aufbau

Diese Woche war es soweit - das Lego-Set für Große wurde zusammengesteckt. Bei diesem Teil der Arbeit habe ich mir Hilfe von den Jungs vom Bierchenmontag geholt, alleine wäre das etwas ungeschickt gewesen.

Wie bereits im Mast-Beitrag erwähnt, wurden zunächst die 3 Segmente der rohre, 3m, 3,15m und 3,3m ineinander geschoben, Kabel durchgezogen und dann aufgestellt. Aus der vormals geplanten Arbeitshöhe von 3,3m sind etwa 4,3m geworden, denn wir mussten feststellen, dass sich das Kabel für die Messgeräte sonst leider nicht einfädeln lässt:

- Von oben nach unten hat man keine Chance das Leerrohr im Sockel zu treffen.
- Von unten nach oben gibt es keine Chance das Kabel seitlich aus dem Mast zu führen.

Also wurde dieser Teil - Messgeräte, Ösen und Kabel - noch vor dem Aufrichten angebracht. Das Kabel für die turbine selbst haben wir dann auch gleich durchgefädelt:



Jetzt wurde die Turbine an die Kabel angeschlossen - um sie dann oben auf dem Mast zu Montieren. Eine stabile Zugentlastung an der Verbindungsstelle ist extrem wichtig - Ansonst hat man am Ende den Mast ausgeschoben und bemerkt, dass sich ein Kabel verabschiedet hat. Am besten immer wieder nachmessen, spart am Ende ggf. etwas Aufwand:



Zeitgleich wurden auch die Abspannseile angebracht. Um ein Ausreißen der Ösen / Gewinde zu verhinden, habe ich mich entschieden die Seile in einer Schlinge um den Mast zu legen. Das sieht zwar nicht ganz so hübsch aus - Aber aus Sicherheitssicht Vorteile:

- Die Zugfähigkeit hängt nicht von der Festigkeit der Ösen / Gewinde ab.
- Sollte sich die Verpressung eines Kabels spontan - unter Zug - lösen, dann hat man keine 7m lange Peitsche, die plötzlich zurückschlägt - sondern die Energie entlädt sich erstmal beim "Ausfädeln" aus 3 Ösen.



Nun wurde die Turbine aufgesetzt, verschraubt und nebenher die Kabel nachgezogen:

Ab jetzt ging es nach Schema F:

- Segment nach oben schieben
- Verschrauben
- weiter nach oben
- Verschrauben

usw.

Das ganze Prozedere hier in 1:45 Minuten zusammengefasst
ps.: Sowohl Mast, Gerüst als auch Zaun sehen hier sehr verbogen aus - das liegt am Weitwinkel der Überwachungskameras, und dass hier nur ins viertel oben links gezoomt ist
https://static.equinox-solutions.de/share/wind/Aufbau.mp4

Abschließend folgten noch ein paar Details:

Anschluss und Unterbringung des Dumploads:



Nochmal Bohren und Anbringung eines Blitzableiters gemäß VDE



Die Übergänge der Segmente wurden noch mit Hochelastischen Anthrazit farbenen Silikon aus dem Windradmastabdichtungsfachgeschäft abgedichtet.

Und natürlich weiteres, nicht-dokumentationswürdiges - Aufräumen, Putzen, wieder zusammenbauen des Gartenzauns usw usw.

Nun heißt es abwarten

Wind haben wir gerade wenig bis gar keinen - Allerdings gab es heute ein kurzes Böchen, noch nie habe ich mich so gefreut auf der Anzeige "10 Watt" zu lesen - d.h. die Kabel sind alle heil und die Verbindungen gut

Sobald es ein wenig Wind gab, werde ich berichten wie sich die Sache Entwickelt.

So steht Sie nun da, das gute Stück:

Heute weht endlich mal ein "kleines" Brieschen.

Jetzt muss ich noch viel mit den Invertereinstellungen spielen. Die bekannte, empfohlene Kurve funktioniert bei mir nicht wirklich gut. Sie ruft "viel zu früh" zu hohe Leistung ab, das Windrad schafft es damit kaum über 200 rpm raus, der Inverter gondelt damit permanent am Anfang des verwertbaren Spannungsbereichs herum - kurzer Windnachlass und weg sind die 15 Watt.

Mittlerweile habe ich die Kurve stark nach unten korrigiert, das erlaubt der Turbine jetzt auf 300,400 rpm zu kommen und Spannungen in höheren Bereichen zu liefern.

Bis 130 Watt gelingt das auch momentan recht stabil - die nächste Stufe ist dann jedoch wieder too much. Sobald der Inverter auf die 170,180 Watt umschält fällt die Drehzahl wieder rapide ab und die Produktion geht zurück auf (fast) 0.

Leider hat es mir das Shelly für die VDC Messung gerissen, als die VDC (nach 50:50 Spannungsteiler) mal kurz oberhalb der dem Shelly zuträglichen 30V lag. Werde ich austauschen müssen, und hier einen Sicherheitsbereich einbauen. Hätte nicht erwartet, dass es bei Überspannung zerstört wird, dachte es misst dann halt einfach "Anschlag" wie normale AD-Wandler das für gewöhnlich tun.

Hier gut zu sehen: Sobald ~ 180 Watt erreicht werden (der Sprung hier her ist sehr groß) bricht sofort die Turbinendrehzahl ein und damit auch wieder die Leistung. Da feile ich gerade dran.

Anmerkung zur Windgeschwindigkeit: Die ist derzeit um den Faktor 2 falsch (zu hoch). Da muss ich nochmal meine Logik prüfen, ob ich da ein Fehlerchen habe oder ob Störeinflüsse vorliegen. Tatsächlich sind es hier etwa 20 - 25 km/h, nicht 40 - 50 km/h.

Dognose,
bitte bei den nächsten Grafiken rechte und linke Y-Achse zuordnen! Wir raten nicht gerne.
Auch denken wir bei der Windkraft in m/s und nicht in km/h.

Wie unbrauchbar Stichproben alle 60s bezüglich v_w sind, ist erkennbar.

180W ist genau die Leistung für 6,25 m/s.
Bei Deinem zappelnden Windverlauf wird wohl an Geschwindigkeit nichts mehr da gewesen sein...

Was zu erwarten ist , s. Anhang.
Sind meine Auswertung zu den Messungen, die ein WR-Hersteller initiiert hat. Ich wurde gebeten, die Messungen nicht zu veröffentlichen. Dem will ich nachkommen. Veröffentliche nur die Auswertung als Grafiken, denn das sind meine.
Waren bei den Messungen keine dabei.

Habe immer die Werte für den jeweils besten Cp mir für die Grafiken raus gefischt, also wenn man so will den MPP.

- Lambda ist die TSR.
- Die Ausgleichskurven der Punkte "Poly" sind Polynomapproximationen, wie sie EXCEL ermöglicht.
- Die Spannung habe ich linearisiert, da sie gesetzmäßig linear mit der Windgeschwindigkeit ansteigt.
...Warum es hier bei den Messpunkten wellenförmig hoch und runter geht, keine Ahnung.
...Kann damit zusammen hängen, dass bei unterschiedlichen Wicklungstemperaturen gemessen wurde.

- X-Achse ist jeweils die Windgeschwindigkeit (v_w).

12 m/s ist die höchste v_w, bei der die Anlage noch durch Kurzschluss still zu setzen ist.
Also real ein 1000W-Windrad, lediglich.

Eingezeichnet habe ich die Methode, wie ich zu den jeweiligen Leistungen für den SUN-1000-WAL 22 bis 65 gekommen bin.
Warum bei der höchten Leistungseintragung Erhöhung auf 1200W, dazu hatte ich mich an anderer Stelle geäußert.