Auf Vorschlag von Carl berichte ich in diesem Thread über den Sturmschaden an meinem Black 300. Eigentlich wollte ich den Black erst im Mai vom Mast nehmen, aber das gute Wetter in der vorigen Woche hat die Arbeiten beschleunigt.
Nun zu dem, was im März mit dem Generator passiert ist.
Am Abend des 17. März hatte ich die Wind-Vorhersage von Windfinder für Olpenitz aufgerufen. Die Prognose war für mich grenzwertig, aber noch in einem Bereich, wie eine Woche zuvor, als der Black 300 über 15,5 kWh (Über 16 kWh, wenn ich das Zeitfenster verschiebe) in drei Tagen produziert hatte. Was ich nicht wusste: Windfinder hatte offensichtlich seine Homepage umgebaut und wie ich am nächsten Tag feststellen konnte, mit einer Umleitung auf die Station Schönhagen. Ob die alte DWD Station Olpenitz schon längere Zeit nicht mehr betrieben wird, weiß ich nicht, aber Schönhagen hat nicht die gleichen Windbedingungen. Auf jeden Fall wurden aus der Vorhersage von 16 m/s über 19 m/s Mittelwind aus OSO, also die fast gleiche Grundbedingung wie beim Crash meines ersten Black 300 am 1. Dez. 2010. Dies Beispiel zeigt, dass ein Sturmschutz, basierend auf eine Windvorhersage, nicht wirklich funktioniert.
Aber alles wäre aber nicht so schlimm gewesen, wenn ich nicht einen fatalen Fehler gemacht hätte. Im letzten Jahr hatte ich nämlich meine Eigenbau Bremse etwas „lockerer“ eingestellt.
Dazu hier die Funktionsweise der Bremse:
Wird eine DC-Spannung von 80 V überschritten, beginnt die erste Bremsstufe über 2 SSR, die drei Außenleiter auf 3 NTC Widerstände zu schalten, genau gesagt ist es ein pulsierendes Aufschalten. Durch das Takten beginnt der Windgenerator zu pendeln. Dabei erfolgt kein vollständiger Strömungsabriss, aber die Leistung sinkt. Bleibt die Spannung allerdings bei zu starken Wind über 80 V hängen, erwärmen sich die NTCs sehr schnell und es werden über eine 2. Bremsstufe drei weitere NTCs aufgeschaltet, die den Generator sanft runterbremsen. Ab diesem Zeitpunkt werden die NTCs der ersten Bremsstufe von einem Ventilator auf 25 °C runtergekühlt, erst dann wird die Vollbremsung wieder gelöst. Sollten die Widerstände in einer vorprogrammierbaren Zeit nicht abgekühlt sein, wird die Generatorwicklung kurzgeschlossen (Reset ist dann nur noch von Hand möglich). Genau hier machte ich den Fehler, in dem ich die Rückkühlzeit von 40 s auf 1 Min. 15 s verlängerte.
Ein weiterer Knackpunkt war die niedrige Temperatur im Betriebsraum der Bremse. Sie lag bei 3 °C, was dann zusätzlich noch für eine sehr gute Kühlung der NTCs sorgte. Die 40 s hatte ich ursprünglich auf diese Umgebungstemperatur hin eingestellt.
Nachdem der Wind am Morgen des 18.März um kurz nach 3 Uhr richtig aufdrehte, ist es dann schließlich zur Überhitzung der Wicklung gekommen.. Dabei ist es die Konstanz des Windes, die eine zerstörerische Wirkung hat. Ihr müsst euch folgendes vor Augen halten: Mein Standort ist 5 km von der Ostsee entfernt. Aus Richtung OSO kommt der Wind über die Schleimündung ohne Hindernisse zu mir. Mein Standort liegt 23 m über Meereshöhe, plus 10 m Masthöhe (Rotorblattspitze, oben) ergibt dies so betrachtet eine Gesamthöhe von ca. 33 m.
Alle anderen Windrichtungen stellen kein Problem dar, weil die Rauhigkeit des Geländes im Normalfall keinen gleichmäßige starken Wind zulässt. Ausnahme sind starke Sturmböen, die schon mal mit 130 – 150 km/h hier durchbrettern. Mein PWG 400 hat drei Wochen nach Betriebsbeginn so einen Hammer schadlos überstanden, schlappe 133 km/h aus NW über einen Zeitraum von 7 – 10 s brachten den Generator klanglich auf das Geräusch einer startenden Cessna. 8 Tage später überlebte er den Sturm „Emma“.
Nun zurück zum Morgen des 18. März 2013 und dazu hier mal das Diagramm der Leistungsspitzen meines Black 300:
Äußerlich hat der Generator die 2 Jahre und 2 ½ Monate gut überstanden.
Durch die Hintertür geht’s beim Black ins Innere
Nachfolgende Bilder zeigen die Zerstörungen an der Wicklung. Im Gespräch mit dem Hersteller auf der Husum New Energy hatte man mir das mögliche Szenario bereits beschrieben und ich muss sagen, die Beschreibung wurde jetzt voll bestätigt.
So wie es aussieht, ist die Wicklung so heiß geworden, dass der Kunststoffkörper, in dem die Wicklung sitzt, weich wurde, sich ausdehnte und dann Kontakt zu den Magneten bekam. Der Rotor hat sich dann quasi selbst abgebremst, bis er zum Stillstand kam.
Hier die Bilder von den Zerstörungen:
Der Abbrand lässt sich gut von den Magneten entfernen.
http://sandy.mahnecke.de/2013_04_21_Black300_12.JPG
Die Magneten blieben unbeschädigt, was den Totalschaden verhindert hat. Das vordere Kugellager muss ich austauschen, es ist offensichtlich so heiß geworden, dass es ausgelaufen ist.
So wie es aussieht, lässt sich der Generator reparieren, wobei ich wieder auf die 12 V Variante zurückkehren werde. Die Erfahrungen mit dem Black 300 - 48 V möchte ich nicht missen, aber jetzt will ich zurück zu den Wurzeln, schließlich ist die autarke Stromversorgung mein eigentliches Ziel.
Übrigens hat unser Hermann eine gebrauchte Wicklung für mich, die zwar schon einige Stürme über sich ergehen lassen musste, aber ich denke, sie ist nicht so schwarz wie die von meinem Black.
Am vergangenen Wochenende habe ich dann noch den PWG 400 auf den großen Mast vom Black gebaut, mal schauen, wie sich die Erträge entwickeln. Infolgedessen kommt der Black 300 nach erfolgter Reparatur logischerweise auf den kürzeren Mast (8,90 m) vom PWG 400.
Erwähnen möchte ich außerdem, dass ich den Black, nur mit der BR 3 Bremse betrieben, höchstwahrscheinlich nicht verloren hätte. Allerdings wären dann die Erträge insgesamt nicht so hoch gewesen, entsprechende Tests im Januar/Februar 2011 hatten dies ergeben. Eines meiner Ziele in den vergangenen Jahren war es festzustellen, was ich mit einer Kleinstwindanlage an Energie ernten kann. Dazu war es aus meiner Sicht notwendig, bis an gewisse Grenzen zu gehen, auch wenn es dabei mal zu Materialschäden gekommen ist. Mein selbst gestecktes Ziel, mit dem Black 300 die 1000 Volllaststunden zu erreichen, hat leider nicht geklappt. Trotzdem sind die Erträge in den letzten Jahren sehr gut gewesen. Die knapp 194 kWh erzeugte elektrische Arbeit im Jahr 2012 waren schon eine tolle Leistung für einen 300 W Generator.
Was die Sturmsicherung angeht, so plane ich eine aktive Überwachung über einen separaten Windmesser, der dann die Bremsung der Generatoren auslösen soll. Nach meinen Erkenntnissen ist es bei meinem Black nicht zum Überdrehen gegen die Bremse gekommen, es war schlicht und einfach eine Überlastung.
Grüße von
Sandy
(Rainer)
P.S.
Den Schutz vor Überspannung hatte die BR 3 seit über einem Jahr übernommen, meine eigene Schutzeinrichtung hatte ich abgeklemmt. Am 18. März hätten beide Einrichtungen nix genützt, meine 1. Bremsstufe hat keine Überspannung zugelassen.
Dieser Beitrag erscheint in leicht modifizierter Form auch im Black 300 Forum von Hermann (Viel viel Wind)
Nun zu dem, was im März mit dem Generator passiert ist.
Am Abend des 17. März hatte ich die Wind-Vorhersage von Windfinder für Olpenitz aufgerufen. Die Prognose war für mich grenzwertig, aber noch in einem Bereich, wie eine Woche zuvor, als der Black 300 über 15,5 kWh (Über 16 kWh, wenn ich das Zeitfenster verschiebe) in drei Tagen produziert hatte. Was ich nicht wusste: Windfinder hatte offensichtlich seine Homepage umgebaut und wie ich am nächsten Tag feststellen konnte, mit einer Umleitung auf die Station Schönhagen. Ob die alte DWD Station Olpenitz schon längere Zeit nicht mehr betrieben wird, weiß ich nicht, aber Schönhagen hat nicht die gleichen Windbedingungen. Auf jeden Fall wurden aus der Vorhersage von 16 m/s über 19 m/s Mittelwind aus OSO, also die fast gleiche Grundbedingung wie beim Crash meines ersten Black 300 am 1. Dez. 2010. Dies Beispiel zeigt, dass ein Sturmschutz, basierend auf eine Windvorhersage, nicht wirklich funktioniert.
Aber alles wäre aber nicht so schlimm gewesen, wenn ich nicht einen fatalen Fehler gemacht hätte. Im letzten Jahr hatte ich nämlich meine Eigenbau Bremse etwas „lockerer“ eingestellt.
Dazu hier die Funktionsweise der Bremse:
Wird eine DC-Spannung von 80 V überschritten, beginnt die erste Bremsstufe über 2 SSR, die drei Außenleiter auf 3 NTC Widerstände zu schalten, genau gesagt ist es ein pulsierendes Aufschalten. Durch das Takten beginnt der Windgenerator zu pendeln. Dabei erfolgt kein vollständiger Strömungsabriss, aber die Leistung sinkt. Bleibt die Spannung allerdings bei zu starken Wind über 80 V hängen, erwärmen sich die NTCs sehr schnell und es werden über eine 2. Bremsstufe drei weitere NTCs aufgeschaltet, die den Generator sanft runterbremsen. Ab diesem Zeitpunkt werden die NTCs der ersten Bremsstufe von einem Ventilator auf 25 °C runtergekühlt, erst dann wird die Vollbremsung wieder gelöst. Sollten die Widerstände in einer vorprogrammierbaren Zeit nicht abgekühlt sein, wird die Generatorwicklung kurzgeschlossen (Reset ist dann nur noch von Hand möglich). Genau hier machte ich den Fehler, in dem ich die Rückkühlzeit von 40 s auf 1 Min. 15 s verlängerte.
Ein weiterer Knackpunkt war die niedrige Temperatur im Betriebsraum der Bremse. Sie lag bei 3 °C, was dann zusätzlich noch für eine sehr gute Kühlung der NTCs sorgte. Die 40 s hatte ich ursprünglich auf diese Umgebungstemperatur hin eingestellt.
Nachdem der Wind am Morgen des 18.März um kurz nach 3 Uhr richtig aufdrehte, ist es dann schließlich zur Überhitzung der Wicklung gekommen.. Dabei ist es die Konstanz des Windes, die eine zerstörerische Wirkung hat. Ihr müsst euch folgendes vor Augen halten: Mein Standort ist 5 km von der Ostsee entfernt. Aus Richtung OSO kommt der Wind über die Schleimündung ohne Hindernisse zu mir. Mein Standort liegt 23 m über Meereshöhe, plus 10 m Masthöhe (Rotorblattspitze, oben) ergibt dies so betrachtet eine Gesamthöhe von ca. 33 m.
Alle anderen Windrichtungen stellen kein Problem dar, weil die Rauhigkeit des Geländes im Normalfall keinen gleichmäßige starken Wind zulässt. Ausnahme sind starke Sturmböen, die schon mal mit 130 – 150 km/h hier durchbrettern. Mein PWG 400 hat drei Wochen nach Betriebsbeginn so einen Hammer schadlos überstanden, schlappe 133 km/h aus NW über einen Zeitraum von 7 – 10 s brachten den Generator klanglich auf das Geräusch einer startenden Cessna. 8 Tage später überlebte er den Sturm „Emma“.
Nun zurück zum Morgen des 18. März 2013 und dazu hier mal das Diagramm der Leistungsspitzen meines Black 300:
Äußerlich hat der Generator die 2 Jahre und 2 ½ Monate gut überstanden.
Durch die Hintertür geht’s beim Black ins Innere
Nachfolgende Bilder zeigen die Zerstörungen an der Wicklung. Im Gespräch mit dem Hersteller auf der Husum New Energy hatte man mir das mögliche Szenario bereits beschrieben und ich muss sagen, die Beschreibung wurde jetzt voll bestätigt.
So wie es aussieht, ist die Wicklung so heiß geworden, dass der Kunststoffkörper, in dem die Wicklung sitzt, weich wurde, sich ausdehnte und dann Kontakt zu den Magneten bekam. Der Rotor hat sich dann quasi selbst abgebremst, bis er zum Stillstand kam.
Hier die Bilder von den Zerstörungen:
Der Abbrand lässt sich gut von den Magneten entfernen.
http://sandy.mahnecke.de/2013_04_21_Black300_12.JPG
Die Magneten blieben unbeschädigt, was den Totalschaden verhindert hat. Das vordere Kugellager muss ich austauschen, es ist offensichtlich so heiß geworden, dass es ausgelaufen ist.
So wie es aussieht, lässt sich der Generator reparieren, wobei ich wieder auf die 12 V Variante zurückkehren werde. Die Erfahrungen mit dem Black 300 - 48 V möchte ich nicht missen, aber jetzt will ich zurück zu den Wurzeln, schließlich ist die autarke Stromversorgung mein eigentliches Ziel.
Übrigens hat unser Hermann eine gebrauchte Wicklung für mich, die zwar schon einige Stürme über sich ergehen lassen musste, aber ich denke, sie ist nicht so schwarz wie die von meinem Black.
Am vergangenen Wochenende habe ich dann noch den PWG 400 auf den großen Mast vom Black gebaut, mal schauen, wie sich die Erträge entwickeln. Infolgedessen kommt der Black 300 nach erfolgter Reparatur logischerweise auf den kürzeren Mast (8,90 m) vom PWG 400.
Erwähnen möchte ich außerdem, dass ich den Black, nur mit der BR 3 Bremse betrieben, höchstwahrscheinlich nicht verloren hätte. Allerdings wären dann die Erträge insgesamt nicht so hoch gewesen, entsprechende Tests im Januar/Februar 2011 hatten dies ergeben. Eines meiner Ziele in den vergangenen Jahren war es festzustellen, was ich mit einer Kleinstwindanlage an Energie ernten kann. Dazu war es aus meiner Sicht notwendig, bis an gewisse Grenzen zu gehen, auch wenn es dabei mal zu Materialschäden gekommen ist. Mein selbst gestecktes Ziel, mit dem Black 300 die 1000 Volllaststunden zu erreichen, hat leider nicht geklappt. Trotzdem sind die Erträge in den letzten Jahren sehr gut gewesen. Die knapp 194 kWh erzeugte elektrische Arbeit im Jahr 2012 waren schon eine tolle Leistung für einen 300 W Generator.
Was die Sturmsicherung angeht, so plane ich eine aktive Überwachung über einen separaten Windmesser, der dann die Bremsung der Generatoren auslösen soll. Nach meinen Erkenntnissen ist es bei meinem Black nicht zum Überdrehen gegen die Bremse gekommen, es war schlicht und einfach eine Überlastung.
Grüße von
Sandy
(Rainer)
P.S.
Den Schutz vor Überspannung hatte die BR 3 seit über einem Jahr übernommen, meine eigene Schutzeinrichtung hatte ich abgeklemmt. Am 18. März hätten beide Einrichtungen nix genützt, meine 1. Bremsstufe hat keine Überspannung zugelassen.
Dieser Beitrag erscheint in leicht modifizierter Form auch im Black 300 Forum von Hermann (Viel viel Wind)