Schaltung brauchbar?

Hallo zusammen,
@ NdFeB,
@ Jürgen,
@ Harald
jetzt versuche ich mal die abfallenden Spannungen im Stromkreis
zuzuordnen.
Als fest gegeben nehme ich einen Moment an, in dem der Generator seine
Max. Leistung von 365Watt bringen soll.
Bei einem angenommenen inneren Widerstand des Generators von
12Ohm ergäbe dies bei einer guten Anpassung einen Gesamtwiderstand
von 24Ohm. Es würde also ein Strom fließen von I² = P / R
somit ist I = 3,9A

Wir haben eine
Gesamtspannung 93V
Strom 3,9A
Abfall an Ri gen 46,7V
Wenn die Batterie 14,1V bekommen soll (muß) bei einem Widerstand
von 2,6 Ohm, müßte die Wandlerstrecke einen Widerstand von
12Ohm - 2,6Ohm = 9,4 Ohm darstellen, d.h. eine Spannung von
46,7 V - 14,1 V = 32,7V müßten an diesem Wandler abfallen.
Habe da mal skizziert, wie die Spannungen abfallen müßten.




Da wir einen guten Wirkungsgrad wünschen sollte die Spannung am
Wandler möglichst verlustfrei abfallen, dies verstehe ich so, daß dies
eigentlich nur durch eine Gegenspannung erwirkt werden kann.
Diese Gegenspannung muß dann erst durch eine Generator-Spannung
gleicher Höhe überwunden werden (hier 32,7V) anschließend dann die
Gegenspannung der Batterie(Klemmenspannung soll 14V sein), erst beim
Überschreiten dieser Spannung (32,7V + 14V = 46,7V) beginnt die
Batterieladung und erreicht bei 46,78V eine Stromstärke von 3,9A.


Hiermit wären dann die Vorraussetzungen für eine gute Anpassung
erfüllt. (Ohmschen Widerstand der Spule, Widerstand des Kondensators
sowie Schalterverluste und Diodenverluste vernachlässige ich mal bei
dieser Überschlagung)
Die Gegenspannung wird, so schätze ich das im Moment ein, durch die
Induktionsspannung der Spule je nach dem Einschalt- und Ausschalt-Intervall dargestellt.
Könntet Ihr Euch mit dieser Ansicht anfreunden?

Gruß
Günter
Westerwald

Neuer Versuch,
Hallo zusammen, leider hat sich mein Beitrag von
gestern in Luft aufgelöst, obwohl er keine Reklame o.ä. enthielt,
also auf ein Neues.

@Harald,
unsere Annahme , daß am Wandler Eingang die Hälfte der momentan
angenommen Max. Leistung von 365 Watt nämlich 182,5Watt zur
Verfügung stehen, funktioniert nur, wenn wir tatsächlich eine Anpassung
12Ohm zu 12Ohm vorfinden.

Wir müssen dann einen Gesamtwiderstand im Stromkreis von 24Ohm
annehmen. Nach dem ohmschen Gesetz muß dann auf Grund des
vorhandenen Widerstandes I² = P / R ein Strom von 3,9A fließen.

Der Knackpunkt ist nun der, daß die Batterie ja ziemlich voll geladen mit
14 V einen inneren Widerstand von ca. 30mOhm hat.
Die eigentliche Ladespannung beträgt dann Ubat = 0,03Ohm * 3,9A
entspricht etwa 0,12V.

Der Generator muß also für die Batterie eine Gesamtspannung
von 14V Klemmenspannung + 0,12V Ladespannung aufbringen.
Das bedeutet, daß der Generator für die Batterie einen Gesamtwiderstand
von 14,12V / 3,9A etwa 3,6Ohm überwinden muß.

Dieser Widerstand hängt vom Ladezustand der Batterie ab und steht
für den Moment fest und nimmt erst mit steigender Ladung langsam
zu.
Um die Aufteilung 12Ohm zu 12Ohm zu bekommen, muß also ein
Widerstand von 12Ohm - 3,6Ohm = 8,4Ohm vom Wandler dargestellt
werden.
Da von der erzeugten Gesamtspannung des Generators von 93,6V
die Hälfte nämlich 46,8 V am Eingang des Wandlers anliegen, aber
nur 14,12V an der Batterie abfallen, muß doch die Differenz
46,8V - 14,12V = 32,7V am Wandler abfallen. Es geht nicht anders,
sonst stimmt die angepeilte Anpassung nicht.

Wähle ich jetzt auf Grund geänderter Schaltfrequenz eine höhere
Ausgangsspannung(die mir ja mehr Strom in die Batterie transportieren
könnte), habe ich mir aber automatisch die Widerstandsverteilung
zwischen Batterie und Wandler geändert. Ich bekomme zwar vielleicht
eine bessere Verteilung "Wandler- Batterie", aber die Anpassung
(Generator) - (Wandler-Batterie) fällt auch dementsprechend schlechter
aus, ich habe jetzt vielleicht eine Anpassung von 12Ohm zu 8Ohm.
und in diesem Fall am Wandlereingang statt 46,8V nur 42,7 V zur
Verfügung(Anpassung jetzt Generator 50,3V zu 42,7 Wandlereingang)

Ich sehe da im Moment genau wie Du , wenn die 12Ohm zu 12Ohm
eingehalten werden sollen, nur die Möglichkeit 32,7V * 3,9A
= 127,53 Watt im Wandler zu verbraten.

Für mich sieht das so aus, da der Batteriewiderstand weitgehend mit
ca.3,6 Ohm festliegt, für die erwünschte Ohmzahl von 12Ohm
immer der Wandler verantwortlich sein muß.

Wenn der Wandler nur 15% Verlust brächte, dann müßte er ja von
den 182Watt die am Eingang anliegen 154,7Watt an die Batterie bringen.
(Aber auf Grund der geänderten Widerstandsanpassung hat er die nicht
mehr anliegen)
Dies ergäbe einen Strom von 7,1A, von dem wohl NdFeB immer ausgeht.


Eine andere Art der Betrachtung
Wenn man nun die Verteilung der Widerstände betrachtet, dann fällt die
größte Leistung immer am größten Widerstand ab.

Stellen für die Wandler-Batterie Strecke die 3,6Ohm der Batterie die 85%
der Leistung dar, dann wären die 15% mit 0,63Ohm anzusetzen.
Damit kämen wir auf 4,23 Ohm.
Die Gesamtleistung von 365Watt würde im Verhältnis 12Ohm zu 4,23Ohm
aufgeteilt. Dies verhält sich wie 269Watt zu 95,13Watt.

Diese 95,13 Watt werden jetzt mit 15% an den Wandler und 85% an die
Batterie abgegeben. Die Batterie bekäme 80,86 Watt.
Hier würde sich ein Strom von 4,7A einstellen.


Ohne Wandler würde sich das Verhältnis auf 12Ohm(Gen.)
zu 3,6Ohm(Bat.) einstellen.bezogen auf die 365Watt würden 84,23Watt
an die Batterie gehen.

Dies wären dann 84,23Watt für die Batterie,hier würde sich ein Strom von
4,83A einstellen.
Egal welche Einstellung man überschlagsmäßig betrachtet, es kommt nicht
viel heraus, für mich ist immer noch kein lohnender Gewinn ersichtlich.
Ich habe für diese Überlegungen nur grobe Überschlagsrechnungen
angenommen, das eine oder andere Ergebnis ist deshalb nicht so genau,
aber für eine einfache angedachte Darstellung müßte es reichen.


Gruß
Günter
Westerwald

Hallo zusammen

Die Feststellung von Harald:


ist völlig korrekt. Denn der DC-DC Wandler ist ein Energiekonverter. Dieser fonktioniert bei guter Auslegung mit einem hohen Wirkungsgrad (siehe dazu auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler ). Dieser Wndler ist nicht zu verwechseln mit einem Längsregler http://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%A4ngsregler welcher die überschüssige Energie einfach verheizt!

Gruss

Moin!bin gespannt auf Messergebnis mit Def. Wandler(step up step down) bei definiertem Windrad! Ohne softstart Funktion evtl. bei Schwachwind permanenter Stillstand. des Rades.mfg CERCO

Hallo zusammen,
hallo NdFeB,

da die Formeln ja offiziell sind, verhält sich der Wandler tatsächlich wie
ein Transformator (Alles ohne Verluste gesehen).

Man benötigt hier eine Ladespannung von ca. 14,38V um mit 12,7 A
zu laden. Dies entspricht bei dieser Ladespannung von 14,38V einem
vom Wandler gesehenen Widerstand von U / I = 14,38V / 12,7A
= 1,13 Ohm. Wenn der Regler also die Spannung im Verhältnis
3,23 zu 1 einstellt, sieht dies für den Strom entsprechend umgestellt
12,7A zu 3,93A aus. Am Wandlereingang wird jetzt 46,5 * 3,93A
angefordert. Die Batterie fordert quasi über den Wandler die über-
setzte Leistung an, die jetzt bei gleicher Leistung (Wattzahl) einen
Widerstand von 12 Ohm darstellt, gegenüber der Wandlerausgabe.
Hier wird die etwa gleiche Leistung an 1,13Ohm abgegeben.

Dies war für mich der Knackpunkt.

Hier wird also tatsächlich dann eine Widerstandsanpassung(Optimierung)
durch den Wandler vorgenommen, stellt sich die angeforderte Leistung
durch die Übersetzung dann tatsächlich als 12Ohm Widerstand dar,
bekommen wir auch die gewünschte Spannungsaufteilung.

Dieser Punkt wäre jetzt für mich geklärt, und ich halt es jetzt mal wie
unsere Politiker, ich widerufe alles was ich jemals gesagt habe und wende
mich neuen Aufgaben zu. ops:

Jetzt brauchen wir noch die abzufragenden Größen für die Regelung.
Einmal ändert die Batterie ja je nach Ladezustand ganz erheblich ihren
Widerstand, zum anderen verändert sich die Generatorleistung
drehzahlabhängig?

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo zusammen,

Auch auf die Gefahr hin, hier total auf dem Holzweg zu sein ,
was haltet Ihr von folgender Überlegung:

Wenn wir eine Leerlaufspannung bei einer bestimmten Drehzahl gemessen
haben und eine optimale Widerstandsanpassung würde immer eine
halbierte Leerlaufspannung(Spannungsabfall 50%zu 50% in
geschlossenem Stromkreis) am Wandlereingang ergeben, in unserem
vorangegangenem Beispiel wäre die Leerlaufspannung ohne Verbraucher
93V, und nach Schluß des Kreises gingen 46,5V an die Gen. Spulen und
46,5V an den Wandler(in diesem Stromkreis wäre der Strom auf 3,9A
begrenzt),


bräuchten wir dann nicht nur eine Leerlaufkennlinie über Drehzahl
aufnehmen, um dann bei entsprechender Drehzahl die Hälfte
der jeweils gemessenen Leerlaufspannung als Bezug nehmen, bzw.
diesen Betrag durch den Wandler einstellen lassen??

Dies müßte doch eigentlich immer bei jeder Drehzahl die optimale
Anpassung ergeben?

Sogar unabhängig vom jeweiligen Ladezustand der Batterie und dem
jeweiligen Verlust im Wandler?

Wenn die Batterie leer und deshalb niederohmig, würde normal
ohne Wandler das Anpassungsverhältnis schlechter sein als bei einer
vollen Batterie.

Wenn aber die gewünscht Leistung bei einer leeren Batterie durch den
Wandler der möglichen Eingangsleistung angepasst wird, kann die
Batterie doch nie mehr abfordern, als der Generator bei der momentanen
Drehzahl zu leisten imstande ist,d.h. es kann keinen Stall Effekt geben?
(Es gibt dann nur "Lädt" oder "Lädt nicht" bei durchlaufenden Flügeln.)

Liege ich da nun total daneben ?


Gruß
Günter
Westerwald

Nur mal so als Einwurf:
Ich bin mit Elektronik nicht gerade bewandert, und einiges hier verstehe ich einfach nicht, aber so ein ganz bisschen ..... ops: ...
Wie wäre es, wenn man statt den Generator nur die Windgeschwindigkeit mit einem kleinen Windgeber misst (zB. von Markisensteuerungen oder Selbstbau). Ein einfacher Reedkontakt als Impulsgeber und schon könnte man die Kurve theoretisch berechnen (Leistungsinhalt, Leistungsbeiwert) programmieren und schon bekommt der Akku das was er braucht und der Wind im anbietet? Kleine Verzögerung wegen Massenträgheit am Rotor, aber im Prinzipo funktioniert das auch (zumindest bei den Großen).

aaaaahhhh ! Danke

Uwe

Hallo zusammen

Der Vorschlag von Uwe, die Windgeschwindigkeit separat zu messen ist auch sehr interessant. Es würde allerdings die etwas mehr Equipment erfordern. Das interessante daran währe, dass man immer quasi "online" den Gesamtwirkungsgrad des Winrades berechnen könnte.

Dazu noch eine Frage an Uwe:
Bei den "richtigen" Windkraftwerden ist in der Regel der Windmesser (Schalenkreuzanemometer) auf der Gondel befestigt. Es wird also offenbar die Windgeschwindigkeit hinter der Windradebene gemessen. Nach Betz ist diese Geschwindigkeit aber im Idealfall nur 1/3 der freien Windgeschwindigkeit vor dem Windrad. Ist das so? Wenn ja, wie wird dann die Windgeschwindigkeit vor dem Windrad ermittelt?

Gruss

Drehmomentwagen sind sauteuer. Habe mich mal im Rahmen der Vermessung meiner Repeller damit beschäftigt....kennt der jemand wen mit so einem Ding ist die Frage...