Seit einiger Zeit beschäftigt mich als betroffenen Anwender die Sache mit der Sturmsicherung (Wen nicht?).
In meiner Generatorensammlung kommen zwei verschiedene Typen vor und es spiegelt sich in ihnen auch ein wenig die Geschichte der letzten 20 Jahre der Selbstbauwindräder. In deutschsprachigen Landen kommt man an Ch. Kuhtzens verdienstvollen Schriften nicht vorbei. Besonders interessantes Heft: Windkraft, ja bitte. Dort ist auf Seite 94 der Bruch zu sehen: Rombach und später Schwarz befassen sich mit Neodymmagneten. Das Problem des Erregerstroms und der Schwierigkeiten des Anlaufens ist ihnen mächtig auf den Nerv gegangen. Die Lösungen sind blendend. Die Verwendung eines bestehenden Motors zum Umwickeln und der Einbau eines neu gestalteten Rotors mit PM Magneten braucht kein total neues Konzept und kommt der postulierten Maxime "Einfälle statt Abfälle" sehr entgegen. Neuerdings soll es auch die Variante mit dem Aussenläufer geben, was heissen könnte, die Magnete sitzen jetzt aussen. Auch gut. Hat aber leider alles einen kleinen Nachteil.
Darüber später.
Die andere Variante meiner Generatoren sind auch nichts Neues, es gibt Konstruktionsskizzen von Ford Autos der Anfänge, wo schon Scheibengeneratoren zu sehen sind. Die US-Leute von Otherpower und der Brite Piggot haben auf dieses Pferd gesetzt. Diese Maschinen werden als Pläne, Selbstbaukurse oder in Bausätzen vertrieben.
Der Dualscheibengenerator setzt auf grösstmöglichen Scheibendurchmesser, damit ist immer Direktantrieb gewährleistet. Die Wicklerei der Spulen ist für Anfänger auch wesentlich einfacher. Die Magnete werden eingeklebt oder eingegossen. Es werden auch keinerlei elektronische Bremssysteme benötigt, die Furling-mechanik ist sich selbst genug und funktioniert.
Nun aber der für mich wesentliche Unterschied aus der harten Praxis.
Auf meinem kleinen Windpark stehen merkwürdigerweise die Dualrotoren immer noch, auch nach ordentlichen Stürmen. Alles andere ist buchstäblich "zu Grunde" gegangen. So ist die Natur: the survival of the fittest!
Ich habe mich einige Zeit in Gedanken gewälzt, ob es das Furlingssystem sein könnte, das naturgemäss immer der Hauptverdächtige ist , wenn der Sturm gesiegt hat.
Alle Maschinen sind von mir mit dem mechanischen Furlingsystem ausgerüstet worden, die Skalierung der Maße entsprach der Leistungsklasse der Maschinen bzw. der Grösse der Rotoren.
Aber: die Problem liegt meines bescheidenen Erachten woanders:
Man rufe sich das Hebelgesetz in Erinnerung (Kraft x Kraftarm= Last x Lastarm)
Gut! Der Generator ist wegen der heraufziehenden Sturmes auf Kurzschluss, wenn jetzt der Repellerdurchmesser als Kraftarm genommen wird, der Durchmesser des Wirkkreises der Magneten als Lastarm, beginnt irgendwann, bei zunehmendem Wind, sich der Kraftarm zu lösen und zu laufen, er wird aber immer noch gehalten, weil bei jedem Wiedereintritt Magnet - Spule die Bremskraft wirkt. Bis zu einem bestimmten Punkt, dann reisst sich der Kraftarm los, die Sinuskurve des Drehstroms fällt zusammen wie eine Ziehharmonika. Ein kleiner Lastarmhebel wird das früher geschehen lassen müssen als ein längerer Lastarmhebel bei gleicher Magnetstärke. Jetzt geht die Post ab. In dieser ersten stärksten Böe bisher reisst sich der Repeller los und entwickelt irre rasch Drehzahlen jenseits von Gut und Böse. Die dabei auftretende Zentrifugalkraft wirkt stark beharrend gegen die Tendenz des Furlingsystems, sich aus dem Wind zu drehen. Die minimal kurze Zeit reicht aus und es bleiben noch zwei Optionen: Entweder der Druck auf die Rotorfläche nimmt so zu, dass der Mast aus der Verankerung gerissen wird oder die Flügelblätter geben ihrem Namen alle Ehre und fliegen davon, der Rest wird in Bruchteilen von Sekunden zerlegt.
Nun hat ein Scheibenrotor bei einem 2,4m Windrad 300 mm Durchmesser, ich habe Generatoren mit ähnlichen Wattleistungen mit umgewickelten Maschinen mit Rotor Durchmesser von ca. 80 mm gesehen, das ist ein Verhältnis von 1: 3. Das heisst, ein Scheibenläufer setzt durch seinen grösseren Magnetwirkkreis dem Losbrechen ein grösseres Moment über den Hebel entgegen. Bisher ist keiner meiner Scheibenläufer losgebrochen und davongelaufen. Diese praktische Erfahrung und meine Überlegungen dazu wollte ich nicht für mich behalten und wünsch allen nachträglich noch ein gutes Neues Jahr!
Fritz
In meiner Generatorensammlung kommen zwei verschiedene Typen vor und es spiegelt sich in ihnen auch ein wenig die Geschichte der letzten 20 Jahre der Selbstbauwindräder. In deutschsprachigen Landen kommt man an Ch. Kuhtzens verdienstvollen Schriften nicht vorbei. Besonders interessantes Heft: Windkraft, ja bitte. Dort ist auf Seite 94 der Bruch zu sehen: Rombach und später Schwarz befassen sich mit Neodymmagneten. Das Problem des Erregerstroms und der Schwierigkeiten des Anlaufens ist ihnen mächtig auf den Nerv gegangen. Die Lösungen sind blendend. Die Verwendung eines bestehenden Motors zum Umwickeln und der Einbau eines neu gestalteten Rotors mit PM Magneten braucht kein total neues Konzept und kommt der postulierten Maxime "Einfälle statt Abfälle" sehr entgegen. Neuerdings soll es auch die Variante mit dem Aussenläufer geben, was heissen könnte, die Magnete sitzen jetzt aussen. Auch gut. Hat aber leider alles einen kleinen Nachteil.
Darüber später.
Die andere Variante meiner Generatoren sind auch nichts Neues, es gibt Konstruktionsskizzen von Ford Autos der Anfänge, wo schon Scheibengeneratoren zu sehen sind. Die US-Leute von Otherpower und der Brite Piggot haben auf dieses Pferd gesetzt. Diese Maschinen werden als Pläne, Selbstbaukurse oder in Bausätzen vertrieben.
Der Dualscheibengenerator setzt auf grösstmöglichen Scheibendurchmesser, damit ist immer Direktantrieb gewährleistet. Die Wicklerei der Spulen ist für Anfänger auch wesentlich einfacher. Die Magnete werden eingeklebt oder eingegossen. Es werden auch keinerlei elektronische Bremssysteme benötigt, die Furling-mechanik ist sich selbst genug und funktioniert.
Nun aber der für mich wesentliche Unterschied aus der harten Praxis.
Auf meinem kleinen Windpark stehen merkwürdigerweise die Dualrotoren immer noch, auch nach ordentlichen Stürmen. Alles andere ist buchstäblich "zu Grunde" gegangen. So ist die Natur: the survival of the fittest!
Ich habe mich einige Zeit in Gedanken gewälzt, ob es das Furlingssystem sein könnte, das naturgemäss immer der Hauptverdächtige ist , wenn der Sturm gesiegt hat.
Alle Maschinen sind von mir mit dem mechanischen Furlingsystem ausgerüstet worden, die Skalierung der Maße entsprach der Leistungsklasse der Maschinen bzw. der Grösse der Rotoren.
Aber: die Problem liegt meines bescheidenen Erachten woanders:
Man rufe sich das Hebelgesetz in Erinnerung (Kraft x Kraftarm= Last x Lastarm)
Gut! Der Generator ist wegen der heraufziehenden Sturmes auf Kurzschluss, wenn jetzt der Repellerdurchmesser als Kraftarm genommen wird, der Durchmesser des Wirkkreises der Magneten als Lastarm, beginnt irgendwann, bei zunehmendem Wind, sich der Kraftarm zu lösen und zu laufen, er wird aber immer noch gehalten, weil bei jedem Wiedereintritt Magnet - Spule die Bremskraft wirkt. Bis zu einem bestimmten Punkt, dann reisst sich der Kraftarm los, die Sinuskurve des Drehstroms fällt zusammen wie eine Ziehharmonika. Ein kleiner Lastarmhebel wird das früher geschehen lassen müssen als ein längerer Lastarmhebel bei gleicher Magnetstärke. Jetzt geht die Post ab. In dieser ersten stärksten Böe bisher reisst sich der Repeller los und entwickelt irre rasch Drehzahlen jenseits von Gut und Böse. Die dabei auftretende Zentrifugalkraft wirkt stark beharrend gegen die Tendenz des Furlingsystems, sich aus dem Wind zu drehen. Die minimal kurze Zeit reicht aus und es bleiben noch zwei Optionen: Entweder der Druck auf die Rotorfläche nimmt so zu, dass der Mast aus der Verankerung gerissen wird oder die Flügelblätter geben ihrem Namen alle Ehre und fliegen davon, der Rest wird in Bruchteilen von Sekunden zerlegt.
Nun hat ein Scheibenrotor bei einem 2,4m Windrad 300 mm Durchmesser, ich habe Generatoren mit ähnlichen Wattleistungen mit umgewickelten Maschinen mit Rotor Durchmesser von ca. 80 mm gesehen, das ist ein Verhältnis von 1: 3. Das heisst, ein Scheibenläufer setzt durch seinen grösseren Magnetwirkkreis dem Losbrechen ein grösseres Moment über den Hebel entgegen. Bisher ist keiner meiner Scheibenläufer losgebrochen und davongelaufen. Diese praktische Erfahrung und meine Überlegungen dazu wollte ich nicht für mich behalten und wünsch allen nachträglich noch ein gutes Neues Jahr!
Fritz