Improvisations Dumpload aud die schnelle

dafür brauchts eigentlich kein Tool,

Wenn der Widerstand des Vebrauchers ( also hier der Dumpload ) gleich dem Widerstand des Generators ist, kann letzterer die größtmögliche Leistung abgeben, dann bei einem Wirkungsgrad des Genis von 50%. Ist die Last kleiner gehts mehr Richtung Kurzschluss des Generators, dann wird also dort mehr verbrutzelt als im Dumpload. Ist der Widerstand größer, wird anteilig mehr im Shunt verbraten aber die Gesamtleistungsaufnahme des Systems sinkt ab, der Repeller wird dann also weniger stark belastet.

Kurz: je kleiner der Widerstand, desto größer ist das Bremsmoment aber desto mehr Leistung verschwindet anteilig im Generator. Sind die Widerstände gleich, geht am meisten Leitung in den Shunt...und das wollen wir doch in einer Normalsituation oder?

Gruß
Max

Als erstes mal Zustimmung zu Dölles Erzeugung eines Niederohm-Hochlastwiderstandes mittels Eisendraht und Loch-Ziegelstein. Löcher sollten bei Dauerbetrieb senkrecht stehen.
Hatte ich auch schonmal vorgeschlagen, mit Blumenbinde-Draht.

Aber @ Menelaos:

Yes, wenn mich die Langeweile plagt, mach ich vielleicht trotzdem mal eins.


Sog. Anpassfall, kommt aus der Schwachstromtechnik und ist offensichtlich hier nicht tot zu kriegen. Übertrage man mal auf ne 1 MW-Anlage.
Meinst Du allen Ernstes, dass dann alles roger ist, wenn die Leerlaufspannung durch Belastung auf 50% abgesunken ist und 0,5 MW im Generator in Wärme umgewandelt werden?

War bei Berechnungstool vom Scheibengeni bisher auch ein wesentlicher Mangel, dass man sich um die zulässige Stromdichte für das Wicklungsmaterial nicht die Bohne geschert hat.
Die beträgt für kleine Transformatoren z.B. um 5 A/mm² (Nennleistung 4,5 W) und geht für Nennleistung 500W runter bis auf 1,4 A/mm². Dauerleistung natürlich. Ist von der Wärmeabfuhr-Möglichkeit abhängig.


Was wir in dem Fall wollen, wenn die Belastung ausfällt, ist vor Allem eine so starke Ersatzlast (kurzzeitig), dass die Strömung abreißt. Gelingt das nicht, so brennt im Sturm erst der Generator durch und dann zerlegt sich evtl. noch das Windrad durch die Fliehkräfte.
Nicht ausgeschlossen, dass im Anpassfall die Belastung groß genug ist. Ist aber eher ein entschärfter Kurzschluss, mit halbem Kurzschlussstrom. Dann nötig, wenn der volle Kurzschlusstrom nicht händelbar ist.

Gruß, W.

Außerdem gehts ja hier nicht um ne Megawatt-Anlage.

In meinen Augen ist der Unterschied, dass man nen 500W Generator ohne große Probleme so auslegen kann, dass er das (lange) aushält. Bei nem 500 kW-Generator würde das unvertretbar teuer.

Hallo Hans,
endlich mal dazu ne allseitig vernünftige Meinung!

@ Ray: Bei größeren WKAs belastet man die Generatoren so, dass (auf Dauer) vermutlich nicht mehr als 5% Verlustleistung entsteht. Das ist dann schon bei Nennlast.
Bei 500W würde ich mit 20% mit gehen, evtl. 25%.
Wer meint 50% gehen, soll es bitte nachweisen.

Gruß, W.

Hallo zusammen,

interessante Diskussion:

Im Fall vom Kurzschuss ist:
die Bremsleistung: U²/R
und der Strom: U/R (was proportional zum Bremsmoment wäre)

Im Fall der 'elektrischen Leistungsanpassung' (mit einer Dumpload, welche den gleichen Widerstand wie der Generator hat) ist:
Die Bremsleistung: (U/2)²/R + (U/2)²/R = U²/2R
und der Strom: U/(2R) (was proportional zum Bremsmoment wäre)

Im Fall der 'elektrischen Leistungsanpassung' sind sowohl Bremsleistung als auch das Bremsmoment halb so groß gegenüber dem Kurzschluss Fall.

Ich sehe das wie Winfried die 'elektrische Leistungsanpassung' ist kein Kriterium was bei Windanlagen irgend eine Berechtigung hätte.
Weil beim Windrad die Anpassung auf die mechanische Leistung vom Rotor wesentlich ist: Drehzahl und Drehmoment.
Bei einer elektrischen 'Leistungsanpassung' werden 50% der Rotor Leistung im Generator verbraucht,
da kann die entnommene Leistung vom Gesamtsystem niemals maximal werden.

Auch nicht für den Bremsfall. Entscheidend hier ist unter anderem, welche Verlustleistung (Wärmeleistung) der Generator
bei der höchst anzunehmenden Leistung vom Rotor dauerhaft vertragen kann.

Gruß Frank

Hallo auch,

bin ebenfalls der Meinung, daß dies eine sehr interessante Diskussion ist. Diese Anpassgeschichte ist ja auch nicht ganz trivial ...

Also erstrebenswert ist doch eine Spannungsanpassung ( Ri(Generator) gegen 0 Ohm und RL gross), so wie bei "grossen" Generatoren der Energieversorgung damit der Wirkungsgrad hoch ist.

Aber wie sieht denn die Realität aus:

a. Inselsystem mit Batteriebetrieb:
Ri (entspr. RL) des Akkus irgendwas um 10-50 MilliOhm bei 1x 12V Bleiakku
Ri des z.B. Scheibengenerators, wenn er gut ist, irgendwo bei 1 Ohm.
Bei weitem keine Spannungsanpassung, nicht mal Leistungsanpassung sondern eher Stromanpassung !

b. Netzeinspeisesystem:
- Wechselrichter mit schnellem MPP-Tracker:
Durch die Nachfolge des MPPs wird eigentlich immer eine Leistungsanpassung gefahren, so wie bei Solaranlagen auch.

- Wechselrichter mit programmierter Lastkurve:
Hier könnte man evtl. tatsächlich versuchen eine Spannungsanpassung zu fahren, wobei der Wechselrichter wohl auch nicht den Wert seiner Ausgangsimpedanz unterhalb den Wert der Netzimpendanz bringen kann. Deshalb wohl auch hier eher Leistungsanpassung in Richtung Stromanpassung ....

Oder liege ich mit meinen Gedanken ganz daneben ?

Viele Grüße
seti2

Hallo XXLRay,



Das genau stimmt ja nicht!

Maximale Bremsleistung bekommt man durch Kurzschluss.

Bei elektrischer Leistungsanpassung ist die Leistung am Lastwiederstand maximal.
Die gesamte dem 'System Windrad' entnommene Leistung ist aber nur halb so groß wie beim Kurzschluss.

Es stimmt das Thema ist nicht trivial, ich musste auch erst länger darüber nachdenken
und Winfried hat mir die nötigen Anstöße gegeben ...

Elektrische Leistungsanpassung bedeutet dass die Leistung am Lastwiderstand maximal wird,
unter der Voraussetzung es stünde unbegrenzt (min. doppelt so viel) mechanische Leistung zur Verfügung.
Dann erhalten wir maximale Leistung am Lastwiderstand (bei gegebenem Generator Widerstand) und einen Wirkungsgrad von 50 %.

Windräder (Solarzellen) stellen nun mal weder unbegrenzt mechanische Leistung zur Verfügung,
noch wäre ein Wirkungsgrad von 50%, aus mehreren Gründen, tolerierbar.
Aus diesem Grund wird MPP Elektronik weder bei Wind noch bei Solar,
eine elektrische Leistungsanpassung fahren.

Es bleibt dabei:
Die elektrische Leistungsanpassung ist irrelevant für Windräder oder Solar.

Praktisch kann so ein Arbeitspunkt im Bremsfall dennoch sinnvoll sein
weil die Bremsleistung zwischen Generator und Lastwiederstand zu je 50 % aufgeteilt wird.
Das kann ich nicht beurteilen und hängt bestimmt auch vom Einzelfall ab.

Maximale Bremskraft und Bremsleistung - wie soll es anders sein - bekommt man durch den Kurzschluss.
Das Problem ist nur dass dann 100% der Bremsleistung im Generator in Wärme umgesetzt werden.
Fatal wenn die Strömung dann nicht abreißt ...

Beim Black 300 Laderegler, soweit ich mich korrekt erinnere, sind NTC's verbaut,
die für 10 Sekunden 'sanft' abbremsen mit, durch die zunehmende Wärme an den NTC's, sinkendem Widerstand.
Nach den 10 Sekunden wird dann kurz geschlossen.

Gruß Frank

Abrauchen wird er wohl in den wenigsten Fällen, es dauert in der Regel maximal 3-4 Sekunden bis der Rotor steht. Die Sache mit dem Strömungsabriss funktioniert aber auch nur bis zu eienm gewissen Grade. Windfried und ich hatten letztens ein stundenlanges Telefonat in dem wir genau solche Dinge mal untesucht und erörtert haben. Kommt eine entsprechend starke Böe bei Sturm ist alles zu spät und das Rad dreht durch trotz Kurzschluss.
So kurzzeitig ist das kein Problem. Zum Problem wird es erst wenn große Überlast über längere Zeit anliegt.

Im Normalfall ist es aber so dass es eben vor allem für die Rotorblätter eine Belastung ist. Eurer Theorie nach bräuchte man also überhaupt keinen Dumpload sondern hält einfach die Kabel aneinander..?!

Nee nee...und dann redet Doelle von seinem Tüddeldrahtdumpload mit schön großem Widerstand...hm...
Aber alles sind sich scheinbar einig dass es keine gute Auslegung ist, den Shunt möglichst stark zu belasten?!?
Frank hat das gut zusammengefasst:



Und genau das ist für mich der Sinn und Zweck eines Lastwiderstandes...in diesen will ich im Normalbetrieb möglichst viel Leistung abführen. Klar ist dann die Bremsleistung nur halb so groß wie bei Kurzschluss. Es ist genau der Zustand indem ich die prozentuale Verteilung betrachtend am meisten Leistung extern abführen kann.
Ein Dumpload ist für mich kein Bremssystem sondern ein Feature um die Anlage im Lastzustand zu halten wenn der Wechselrichter abschaltet oder die Batterie voll ist ...oder oder oder...

Im Amiforum kann man viele praktische Erfahrungen zu solchen Dingen immer mal wieder herauslesen, insbesondere ( und wir betrachten ja hier ein gesamtsystem ) wenn es dabei auch um das Furling geht.
Furling haut weder hin wenn der Rotor überdreht ( denn dann wird er luvgierig und steht wie blöde direkt im Wind ) noch wenn er zu langsam dreht oder steht.
In beiden Fällen steht er im Wind. Kommt dann entsprechend starker Wind wird so ein Rotor dennoch hochdrehen können, gerade wenn man sich mal die Brieten Blätter der FD anschaut die unheimlich viel Drehmoment auch aus dem Stand entwickeln können....und dann wird quasi die gesamte Leistung im Generator verbraten...
Da wäre es manchmal durchaus sinnvoller, die Anlage großzügig gefurzt aber ordentlich belastet weiterlaufen zu lassen. Wenn das gut abgestimmt ist passiert da gar nichts.

Passiert ist genau das auch bei Fritz in Spanien wo ich nun schon 2 Mal zu Besuch war. Seine 3m Anlage ist ihm abgetaucht. Es war Starker Wind und er hat das Teil auf Kurzschluss schalten wollen um es zu bremsen. Ist leider schief gegangen denn der Geni hatte einen recht großen Widerstand und das Bremsmoment reichte nicht aus und die Anlage trudelte mit guten 100-200 UPM weiter ( klar nicht mit guter Anströmung aber es reichte aus...). Die ganze Leistung ging in den Generator und dann war nach ner halben Stunde alles hin. Die Windungen im Scheibengeni ( die übrigens nicht durchbrannten ) schmolzen das Harz im Stator. Dieser verzog sich, schliff dann mehr und mehr an den Magneten bis die Leiterbahnen frei waren und dann kawumm...

Ok, ich schweife ab...

Ich denke wir müssen hier unterscheiden um was genau es geht denn das sind für mich zwei unterschiedliche Dinge:

1. Lastwiderstand - die Anlage soll belastet sicher weiterlaufen können, Furling und Co tun den Rest
2. Bremswiderstand - Belastet über Kurzschluss oder einen sehr kleinen Widerstand um die Anlage abzubremsen bzw. still zu legen

Gruß
Max

Ja klar...aber dann rechne mal nach wie groß dann die Gesamtleistungsaufnahme des Systems ist und du wirst sehen dass die Gesamtbelastung des Rotors dann sehr klein ist...viel zu klein für auch nur halbwegs starken Wind...da wird der Rotor dann hochdrehen...worst case Szenario...



Richtig...aber es ist ein guter Anhaltswert bei dem man ohne nachzurechnen immer weiß was abgeht und mit dem Ich die Anlage eigentlich immer bis zu einer Windgeschwindigkeit unter Kontrolle halten kann ab der auch das Furling einsetzt oder bereits eingesetzt hat. 50% Wirkunsgrad sind für den Generator wirklich nicht gruselig...ok, klar...bei 15 m/s Wind dann schon aber bis dahin hat längst eine andere Sturmsicheurng eingegriffen...



Was ja aber Quatsch ist, da sich der Wirkungsgrad des Repellers und damit auch die Drehzahl und Leistung ändern.
Sinnvoll ist es zuschauen, was für eine Auslegungs SLZ der Rotor hat und seinen maximalen Wirkungsgrad anzusetzen und dann zu ermitteln wie hoch die Generatorleerlaufspannung bei dieser Auslegungs SLZ ist und entsprechend das ganze für einen maximalen Wind ( vielleicht ein viertel über einsetzen der Sturmsicherung um Sicherheit zu schaffen ) anzusetzen und zu schauen welche Last man maximal anhängen darf damit das ganze nicht unterfordert wird und hochdreht...

Du wirst feststellen dass das mit der Widerstandsangleichung fast immer gut klappt...und das fast hier auch noch fürs Protokoll...wenn dem nicht so ist, dann sind entweder Generator oder das System Generator-Rotor- Sturmsicherung falsch angepasst.

Gruß
Max