Welche Messungen im Windkanal

 
Thomas Köpke
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Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 24.04.2008 - 18:12 Uhr  ·  #1
Ich mache gerade ein Praktikum und habe demnächst wahrscheinlich die Möglichkeit eine kleine WKA in einem Windkanal zu vermessen.

Welche Messungen sind denn nötig, bzw. möglich?

Klar ist natürlich die Leerlauf-Kennlinie,
Also Welche Spannung kommt bei welchem Wind, bzw. welcher Drehzahl raus.

Aber wie bekomme ich die richtige Leistungskennlinie. Dabei muss ja wohl eine Last angeschlossen werden, da ja sonst kein Strom fließen würde. Aber welche Last muss dran. Eine zu hohe Last würde die Anlage doch gleich so viel bremsen, dass sie gar nicht richtig in Fahrt kommt.
Ich bräuchte dann doch quasi einen großen verstellbaren Widerstand. Doch wie muss ich diesen während des Versuchs einstellen?

Hab ich, wenn ich direkt im Windkanal über den Windy-Boy ins Netz einspeisen würde die richtige Last, also kann direkt Spannung und Strom messen?

Oder wenn ich Batterien lade?

Vielen Dank schon mal
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 24.04.2008 - 18:15 Uhr  ·  #2
Ach ja, ist übrigens ein Permanent erregter Synchrongenerator
Menelaos
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 24.04.2008 - 18:49 Uhr  ·  #3
ich bin ja sooo neidisch...ich will auch in den Windkanal mit meinem Repeller....
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 25.04.2008 - 08:53 Uhr  ·  #4
Der Widerstand einer, zu ladenden, Batterie beträgt in etwa drei Ohm. Der Innenwiderstand eines Generators ist meist etwas höher. Die höchste Leistung hast du, wenn die Widerstände von Generator und Last gleich groß sind (Stichwort Leistungsanpassung). Ich würde also den Widerstand bei konstanter Nennwindgeschwindigkeit verändern, bis ich die maximale Leistung messe. Allerdings varriiert der Innenwiderstand eines Generators je nach Drehzahl. Du solltest dich also wohl oder übel auf eine Nennwindgeschwindigkeit festlegen, oder du ermittelst für jede Windgeschwindigkeit den optimalen Lastwiderstand, wenn es dir um die reine Leistungskurve des Windrades geht.
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 12:25 Uhr  ·  #5
Nun will ich aber ja die Leistung über der Windgeschwindigkeit aufzeichnen.

Also muss ich dann :

- 4 m/s wind einstellen, Widerstand verkleinern bis maximale Leistung
- 5 m/s wind einstellen, Widerstand verkleinern bis maximale Leistung
- 6 m/s wind einstellen, Widerstand verkleinern bis maximale Leistung
usw.

stimmt das ?

Krieg ich dann quasi eine andere Leistung für Nennbetrieb raus, als wenn ich bei Nenndrehzahl die Batterie dran hätte?
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 12:49 Uhr  ·  #6
Ja, ich denke, so solltest du gute ergebnisse bekommen.

Die maximale Leistung erreichst du nunmal wenn der Widerstand von Generator und Last (Batterie oder Widerstand) gleich sind. Zunächst mal glaube ich schonmal nicht, dass das bei deinem Aufbau gegeben ist, weil ja der Generatorbauer nicht wissen konnte, womit der Generator belastet wird, bzw welcher Verbraucher angeschlossen wird.
Zusätzlich verändert die Batterie je nach Ladezustand ihren virtuellen Innenwiderstand, was wenig verlässliche Ergebnisse bedeutet.
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 12:54 Uhr  ·  #7
danke, (ich tu mir noch recht schwer mit Generator-Last-Kombinationen *g*)

Das heisst dann aber auch, dass man sich auf solche gezeichneten Leistungskurven nicht verlassen kann.
Angenommen man hat das Gerät wie oben im Windkanal ausgemessen, und für 12 m/s 1,5 kW rausbekommen, kann man sich als Nutzer von dem Gerät dann aber nicht drauf verlassen dass mir wirklich 1,5 kW gegeben werden wenn 12 m/s sind. Sondern ich habe dann, weil ich ja wahrscheinlich eine nicht ganz optimale Last drangehängt habe (die Batterie z.B., bei der man den Widerstand eh nicht ganz genau sagen kann), eine Geringere Leistung die rauskommt, oder?
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 13:20 Uhr  ·  #8
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 14:02 Uhr  ·  #9
Wenn man dann also weiss wofür es genutzt werden soll, ist es dann Sinnvoller eine Leistungskurve bei konstantem Widerstand zu messen.

Also entweder:

Gleichrichter, Laderegler und Batterie dranschließen und dann bei steigenden Windgeschwindigkeiten Strom und Spannung des Ladevorgangs messen

oder für Einspeisegeräte:

Gleichrichter, Wechselrichter-Einspeisegerät, und wieder bei steigenden Windgeschwindigkeiten Strom und Spannung messen

?
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 14:15 Uhr  ·  #10
Ja, genau. Allerdings würd ich für die unterschiedlichen Verbrauchen immer einen Ersatzwiderstand benutzen, damit man mit den gleichen Vorraussetzungen misst. Denn wie schon erwähnt, unterscheidet sich der Widerstand einer Batteire ja je nach Ladezustand.
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 14:20 Uhr  ·  #11
Die Batterie hat, wie du gesagt hast etwa 3 Ohm,

Also meinst du einen 3 Ohm widerstand? (Der muss allerdings die volle leistung aushalten können, oder?)

Und für das Netz bräuchte ich eine durchschnittliche Netzimpedanz, oder wie?
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 14:37 Uhr  ·  #12
Thomas Köpke
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 15:32 Uhr  ·  #13
Kann ich den Widerstand einer Batterie bzw. mehrerer mit einem Multimeter messen?

Das gleiche für den Wechselrichter?

Außerdem muss das dann der Innenwiderstand des gesamten Systems nach dem Generator sein, oder? Also Gleichrichter+Wechselrichter,
Bzw. Gleichrichter + Laderegler + Batterie

(Wobei der widerstand der Anderen geräte vielleicht auch sehr klein ist, weiss ich jetzt nicht)
XXLRay
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Re: Welche Messungen im Windkanal

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Gepostet: 28.04.2008 - 15:49 Uhr  ·  #14
Zitat geschrieben von Thomas Köpke
Kann ich den Widerstand einer Batterie bzw. mehrerer mit einem Multimeter messen?
Ja:
1. Batteriespannung ohne Last messen
2. Batteriespannung und Strom unter Last messen. Um Messungenauigkeiten gering zu halten, sollten Strom und Spannung nacheinander gemessen werden. Wer besonders genau sein will, kann den Innenwiderstand des Messgerätes mit einrechnen. Spannung und Strom am Lastwiderstand sind danach bekannt. Die Batteriesapnnung unter Last ergibt sich aus Leerlaufspannung minus Lastspannung. Der Innenwiderstand der Batterie beträgt dann Batteriespannung geteilt durch Strom. Das ist allerdings nur der physikalische Innenwiderstand der Batterie. Beim Laden der Batterie wirkt die Batteriespannung der Ladespannung entgegen. Wenn du also eine Ladespannung unterhalb der Batteriespannung hast wird die Batterie nicht geladen. Folglich ist der Widerstand für diesen Fall unendlich.
Für die Einbeziehung der Batteiesapnnung in den Innenwiderstand schaust du am besten mal die Beiträge von WWWFREAK durch.

Zitat geschrieben von Thomas Köpke
Das gleiche für den Wechselrichter?
ja, das könnte man prinzipiell ähnlich machen. Ich denke, wenn man einfach Strom und Spannung an der Eingangsseite des Wechselnrichter Misst, kommt man über R=U/I zu einem giten Ergebnis für den Innenwiderstand.

Zitat geschrieben von Thomas Köpke
Außerdem muss das dann der Innenwiderstand des gesamten Systems nach dem Generator sein, oder? Also Gleichrichter+Wechselrichter,
Bzw. Gleichrichter + Laderegler + Batterie
Ja

Zitat geschrieben von Thomas Köpke
(Wobei der widerstand der Anderen geräte vielleicht auch sehr klein ist, weiss ich jetzt nicht)
Das versucht man zumindest zu erreichen.
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