X-Typ Windturbine mit SUN2000G2-WAL

Hallo,

ich spiele gerade mit einer vertikalen Windturbine herum.

Mein Setup:
- X-Typ Windturbine mit drei aerodynamisch geformten Klingen, Durchmesser 90cm, Höhe 120cm. (s. Bild im Attachment, jedoch ohne den zusätzlichen Savonius-Rotor (farbig) an der Achse.
- Maglev PMG Generator mit 48V AC Nennleistung und drei Phasen.
- SUN-2000G2-WAL netzgekoppelter Windwechselrichter
- 4,5m Mast

Jetzt habe ich ein paar Fragen:
1. Im Expertenmenü des WR kann man den Typ, den Spannungsbereich und noch andere Parameter einstellen. Gibt es eine Übersicht für diese Parameter und was sie bewirken ?
2. Die Turbine ist ja ein Auftriebsläufer und so seine Startschwierigkeiten. Wäre ein zusätzlicher Savonius wie auf dem Bild als "Starthilfe" sinnvoll ?
3. Würde eine Änderung des Pitchwinkels das Startverhalten ebenfalls verbessern ? Und wenn ja, welche Kante müsste von der Halterung etwas entfernen (Luv oder Lee) ?
4. Welche Auswirkungen haben die Einstellungen "22-65V" und "45-90V" ?
5. Welche Einstellungen für "adjust curve" sind sinnvoll ?

Insgesamt kommt die Turbine bei Wind nicht so recht in Fahrt. Drehe ich sie per Hand, komme ich schon auf eine Leistungsabgabe von ca. 20W (mehr schaffe ich dann nicht )
Bei ca. 3 m/s fängt sie an, sie zu drehen und bei ca. 4m/s komme ich dann in den Bereich, wo eingespeist werden könnte (ich weiß, dass der WR selbst einiges braucht). Leider geht es dann aber nicht weiter. Die angezeigte Leistung bleibt bei 0 oder ganz knapp darüber. Auch bei 7m/s oder mehr.

Zur Klingenform habe ich auch noch eine Frage:
Sie sind aussen konkav und innen (zur Achse) konvex. Luv-seitig ist die schmale Kante und Lee-seitig die breite Kante. Der Hersteller hat ausdrücklich darauf hingewiesen, sie so zu montieren. Ist das so ok oder würde es für den Start etwas bringen sie um 180° zu drehen und welche Auswirkungen würde das haben ?

Vielen Dank für Eure Hilfe.

Vielen Dank Che. Mir geht es mehr um das Experiment Kannst Du noch etwas zu meinen Fragen sagen? Insbesondere die Erweiterung um einen "Savonius" und die Klingenform. Ich habe soetwas schon live gesehen und die liefen eigentlich ganz gut. Mit den WR-Einstellungen habe ich auch schon etwas experimentiert und es scheint als ob der WR die Windturbine ausbremst sobald er Last erzeugt. Ohne WR läuft die Turbine schneller. Und per Hand gedreht kommt sogar etwas Leistung heraus. In den meisten Artikeln wird berichtet, dass Auftriebsläufer immer Startschwierigkeiten haben und deshalb eine elektrische oder halt einen Savonius als Starthilfe haben.

Super Che, Vielen Dank für die Info.

Ich habe das Ganze mal theoretisch durchgerechnet und das Ergebnis ist, dass die Nachrüstung eines Savonius zumindest das Startverhalten und die Effizienz bei geringeren Windgeschwindigkeiten (<=11m/s) etwas erhöht, sodass der Wechselrichter dann "aktiv" werden kann. Bei meiner Phase-zu-Phase Messung lag die Grenze bei ca. 18V. Dann wurde begonnen einzuspeisen. Nur ein paar Watt aber immerhin.
Bei höheren Windgeschwindigkeiten bremst der Savonius allerdings die Turbine. Da bei uns solche Windgeschwindigkeiten nicht zu erwarten sind, kann ich das zunächst vernachlässigen.
Jetzt muss nur noch die Lastkurve des WR dazu passen damit dieser nicht wider alles ausbremst.
Ich starte mal mit 22-65V und den Werten 23V=0,5A / 26V=1,0A / 30V=1,5A / 34V=2,5A / 38V=4,0A / 42V=7,0A / 46V=11,0A / 50V=17,A /52V=20,0A.
Mal schauen was dabei heraus kommt. Ist schon spannend.

Stimmt mein Fehler. Hätte ich besser formulieren müssen.

"...bei geringeren Windgeschwindigkeiten (<=11m/s)" sollte heißen: Eher im Bereich 4-7m/s und in Böen 11m/s.

Dass dieses China-Produkt in keiner Weise auch nur annähernd die versprochene Leistung bringen kann, war von Anfang an klar. Trotzdem wollte ich mal testen, ob man zumindest in den Bereich von 20-100W kommt und in Böen vielleicht sogar 200W. Theoretisch wäre das möglich, allerdings kommt dann der WR...

Kann man so nicht verallgemeinern.
Wenn dadurch erst eine passende Solidity erreicht wird, die für Cp brauchbare TSR notwendig ist, so sind schmalere Blätter notwendig. Was leidet ist allerdings die Selbstanlauffähigkeit, die aber wieder besser wird, so ab 1,5m D.

Damit Mitch weiß, warum ich sage Anlauf bei 3 m/s reicht, aufgesattelt auf die Häufigkeitsverteilung noch folgende Darstellung.



Energetisch wirken sich die selteneren Ereignisse mit höheren Windgeschw. mehr aus, wegen v³ in der Energiegleichung.

Dennoch würde man z.B. für Berlin schon bei ca. 9 m/s mit der Abregelung beginnen, damit bei 11 m/s die Leistung nahezu gedeckelt ist.
Schadet auch bei anderen Standorten nicht wirklich, weil der Generator dann sehr viel kleiner und billiger bleiben kann.

Bisher konnte ich beobachten, dass die Windturbine auch ohne WR so ihre Anlaufschwierigkeiten hat, aber wenn sie erstmal auf Tour ist dann dreht sie wesentlich schneller als mit WR. Ist auch logisch, weil ja keine Last anliegt, die ein Gegendrehmoment erzeugt. Leider kann ich nicht messen, wie viel RPM es tatsächlich sind. Ich habe dafür einen "Windkanal" mit einem Laubbläser simuliert. Ist ungenau aber zumindest eine relativ gleichbleibende "Windgeschwindigkeit" Daher die Frage wie man das Drehmoment erhöhen oder den WR optimieren könnte.
Ich weiss: Aus einem alten Hering kann man keinen Lachs machen.

Ich weiß, was ich jetzt sage, lässt allen Windbauern die Haare senkrecht stehen.
Ich habe um die Batterie vor Unterladung zu schützen, ein Notladegerät paarallel zur Windturbine permanent drangeschalten, das ich mit Shellys ein und abschalten kann. Wie gesagt, primär um die Batterie zu schützen.
Nur manchmal habe ich dieses Schaltnetzteil auch bei leichtem Wind (Chinawindrad dreht sich, liefert aber wegen dem WR-Widerstand keine Leistung) zugeschalten. Dann drehte sich das Windrad wesentlich schneller (eben weniger Widerstand), man ist über dem TriggerPoint und der WR brachte Leistung. Z.T. eben mehr als man über das Schaltnetzteil investieren musste. Natürlich, wenn man mehr Leistung investieren muss als herauskommt, ist es natürlich sinnlos und man muss da genau schauen, dass sich die Schaltung rechnet. Und auch genaue Messgeräte haben, die anzeigen, was man investiert und was nachher dabei herauskommt.

Der WL01 spricht von Batterie und Unterladung. Also macht er zuvor Gleichstrom und hat einen Laderegler dazwischen.

Das Sind Versuche von Entwicklern, welche Du links liegen lassen darfst.

Du findesst aber noch andere Versionen, welche schon im Namen auf Verwendung für PV oder Einspeisung aus einer Batterie deuten (manchmal kombiniert in einer Software). Ginge sogar auch beim -WAL (Wind-AC, also Drehstrom, DumpLoad), nur jeweils 2 Dioden von der internen Gleichrichterbrücke erzeugen dann 2x Flussspannungsverluste.
(Könner würden intern dann gleich an der DC-Seite anschließen, mit genügend Leiterquerschnitt!).

Es ist also softwaremäßig alles da um flexibel zu sein. Ist eigentlich ganz schön so.
Was weniger schön ist: Die Spannungs-ranges sind für PV ausreichend, für Windkraftnutzung aber eigentlich zu klein.
23 bis 80V für die Kennlinie wäre gut.

Was sich bei den Einstellungen empfiehlt:
1. Back light always on. Leistungsverbrauch nur knapp 1 W. (Sollte es nach längerer Zeit dunkeler werden kann man es immer noch ausschalten und also schonen.
2. Alles mit Limiter bei Windkraftnutzung keinesfalls!
Geht nur in Verbindung mit dem Stromsensor, der ähnlich einer Stromzange um eine Phase im Sicherungskasten positioniert wird. Misst den Phasenstrom, multipliziert den mit der Netzspannung zur Ist-Verbraucherleistung. (diese wird sogar im Display vom WR angezeigt.
Im Folgenden wird genau diese Leistung vom WR gegengespeist, so dass auf Nulleinspeisung ausgeregelt wird, zumindest bei dieser Phase.
Macht eigentlich nur Sinn bei Einspeisung aus einer Batterie und evtl. noch bei PV, wenn man seine Überschüsse nicht verschenken möchte.

Nun sind wir eigentlich mit dem WR durch.

1000W ist bei Dir ausreichend, und viel zu viel.

Zu DumpLoad und Shortcut hatte ich hier was geschrieben: Forum/cf3/topic.php?p=76242#real76242

Diese WIB-Einstellungen kenne ich nicht. Gehen uns wohl auch nichts an.

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WL01 wird lachen wenn ich sage, dass bisweilen auch bei Profianlagen etwas Hilfsleistung am Eingang angelegt wird.
So bei der Verwendung von Fronius PV WR um 5 kW für Windkraft. Es verhindert, dass die bei Flaute in den Nachtmodus abfallen.

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So einen Laubbläser kann man höchstens verwenden, um den Rotor nicht weiter mit der Hand andrehen zu müssen.
Damit er auf Spannung kommt.

Ich habe Grad den Tip bekommen, den Pitch um +1,5 bis +3,0 zu erhöhen, um das Startverhalten und das Drehmoment bei niedrigen Windgeschwindigkeiten zu verbessern. Nachteil wäre dann bei höheren Windgeschwindigkeiten (= mehr RPM) nicht mehr so effizient zu sein und vielleicht sogar einen Strömungsabriss (Stall) zu bekommen. Das wäre dann sogar eine "natürliche Bremse" bei Sturm. Was meint Ihr dazu? Die Klingen sind ja asymmetrisch (NACA4415) allerdings ist die schmale Kante Luv.