Grundsatzfragen zur Regelung

Hi Zephyrus ,

Welchen Regler meinst Du ?
Laderegler richten sich nach dem verwendeten Akku , d.h Überladeschutz und Tiefentladungsschutz.
Die Klein-WKA besteht ja eingentlich nur aus Repeller + Generator, da ist sonst keine explizite Regelung. Es sei denn Du meinst evtl. eine Sturmsicherung ... (ist aber keine Regelung)

Denkbar wäre bei bekannter Generatorkennlinie eine entprechende Blattverstellung oder Stallregelung.
Solche Anlagen gibt es. Blattverstellung hat z.B. die SUPERWIND.

Wenn Du so willst, liegt die Kunst der Regelung in der optimalen Dimensionierung des kompletten Systems.

Kleiner Teilbereich:
Das Zusammenspiel Generator - Akku wird hier anschaulich erklärt (Seite 2 , wassersäulendiagramm)

Forum/cf3/topic.php?t=3619&page=1

Grüße
seti2

Danke für eure Antworten - ich glaube mir wird's langsam klar

Wenn aber der Regler das Optimum steuert - sprich die richtge Last - welche Bedeutung hat dann der 'richtige' Generator. Dann wäre ja auch ein z.B. überdimensionieter Generator optimal. Man würde ihn nur weniger belasten. Aber wahrscheinlich steigt mit der Leistungsstärke des Generators immer auch sein Widerstand?
Können eigentlich alle Wechselrichter programmiert werden, oder ist das eher die Ausnahme?

Zum Einen der Arbeitspunkt, aber auch von der Mechanik her, ein starker Generator muss auch mechanisch stark ausgelegt sein, dürfte ergo auch etwas schwerer zu drehen sein, was dann eher schlecht für den Anlauf ist.

Es gibt WR, die programmierbar sind, andere sind es nicht. Es gibt für Windkraft spezielle WR.

Bei Verwendung von WR mit Kennlinie regelt sich das System auf den Stützpunkten der Kennlinie selber aus. Die Kennlinie wird in W vs. V hinterlegt, mit steigender Tendenz. Kommt mehr Wind, dann ist da mehr energie drinnen, die Drehzahl geht hoch, damit die Spannung, und die Leistungsabnahme wird erhöht. Bei abflauendem Wind, Drehzahl geht runter, Spannung mit runter, die Belastung wird nach unten nachgeregelt. Das knifflige ist nun eben die Stützpunkte so einzustellen, dass die maximale Leistung erzielt wird, das die Gleichgewichte stimmen von Aerodynamik und elektrischer Leistung.

Je nachdem, wie der Generator zur fixen Wechselrichterkennlinie passt geht es da um Wirkungsgrade bis zu 100%. Wenn du also Pech hast, passt da gar nichts. Es gibt prinzipiell auch MPPT-Wechselrichter, aber die müssen schnell genug regeln. Alle zehn Sekunden ist wohl das absolute Maximum.

Hatte nen MPPT-Solar-WR bei mir dran hängen und den Eindruck, dass durch den Ziehharmonikaeffekt das Ding stets am unteren Drehzahlniveau landete ...
Das Problem ist, dass die Anlage schnell drehzahlmäßig abgebremst ist durch Belastung. Durch die Massenträgheit meint der MPPT, dass er höher belasten könne, weil der Rotor entsprechend nachdreht, dann fällt die Leistung ab, die Belastung wird reduziert, aber bis eben die Trägheit wieder überwunden ist meint der MPPT, weniger Belastung bringt nix, Anlage kommt nicht aus dem Keller. Dann fängt das Spiel von vorne an.
Bremsen geht schneller als Beschleunigen.

Mein MPPT regelte alle Sekunde bis 500ms nach. Allerdings hatte der WR andere Vorteile, von daher war die Kombination ... zumindest gegenwärtig ... nicht schlechter als der Programmierbare.

Wenn schon MPPT, dann maßgeschneidert für Windkraft wäre optimal. Sprich ... langsam (aber nicht zu langsam) im erhöhen der Last, schnell im Vermindern ... aber das wäre regelungstechnisch schon ne Hausnummer das abzustimmen auf diverse Generatorspannungen, Massen, wechselnde Windverhältnisse etc.

Das mit der Geschwindigkeit des MPPT ist aber so eine Sache ... alle Sekunde ...
Hab vor Jahren n Projekt mit MAssenstrommessung und Regelung desselben gemacht. War ne kaloriemetrische Messung. Da hatte ich auch erst pervers schnelle Regelung realisiert, die war so schnell, dass man den Massenstromsensor als Mikrophon verwenden konnte. Ergenbis war, dass das System zum schwingen neigte. Hab das dann schneller und schneller gemacht, es wurde immer schlimmer.
Erst als ich die Regelung deutlich langsamer machte wurde die Geschichte stabil ... mit Messfehlern über die Latenz, die sich aber gegenseitig kompensierten, dass das Mittel eben im Ziel lag.
Ähnliche Effekte beobachtete ich bei meiner Anlage zu Anfang. Der WR hatte 30s Wartezeit vor dem Aufschalten, wodurch der Generator bei Wind auf Maximaldrehzahl beschleunigte. Dadurch gab es (so leite ich es mir zumindest her) einen zu hohen Staudruck vor dem Repeller, wodurch die Windfahne nicht mehr entsprechend die Anlage im WInd halten konnte. Ergebnis war, dass die Anlage seitlich wegschwenkte. Dann schaltete der WR auf und die Drehzahl brach ein und damit die Spannung. Der WR ging wieder offline und hat dann 60s gewartet zum Aufschalten .... Das Ganze hat dann oszilliert

Würde eher in die Richtung I-Regler, nicht zu schnell, und Schwungmasse tendieren, die kleinste Bö bekommt man kaum ausgeregelt.

Sehr aufschlussreich! Also sekundenweise Regelung scheint mir unabdingbar bei diesen vielen Schwankungen. Je kleiner die Rotormasse ist, desto genauer sollte ja die reale Windsituation in Form von Drehzahl abgebildet werden und desto genauer die Regelung arbeiten - insbesondere beim Zurückfahren der Last. Leichtbau ist auch hier von Vorteil und auch für besseres Anlaufverhalten. Gibt es denn so einen programmierbaren Standard-Regler der sich bewährt hat?

Das Programmieren einer passenden Kurve gehört wahrscheinlich zu den kompliziertesten Dingen in Sachen Windenergie. Im Frühling wurden hier einige Enercon E 82 aufgestellt (also große Windenergie-Anlagen). Ich traf dabei einen Ingenieur, der gerade dabei war, die vorgesehene Kurve ins System einzuspielen. Er sagte mir: "Ich spiele die Kurve auf. Aber wie sie aussieht, entzieht sich meiner Kenntnis. Das gehört zu den bestgehütesten Geheimnissen in der Firma..." Bevor der Hersteller meiner Skystream in Konkurs ging, war die Rede davon, die "Intelligenz des Wechselrichters deutlich zu erhöhen." Was sagt, dass trotz der erheblichen Entwicklungsarbeit, die in der Mühle steckt, das System noch deutliche Verbesserungsmöglichkeiten aufweist. Als Do-it-yourself-Mensch dürfte es extrem schwierig sein, eine effiziente Kurve zu erstellen... Das ist sicherlich eines der größten Probleme der KWA.

Dieter

Genau da liegt das eigentliche Problem: Was berücksicht man und was nicht. Oder etwas technischer gesagt: Wie glättet man die Kurve und findet eine "idealen" Kompromiss, der dann auch an unterschiedlichtsen Standorten, für unterschiedliche Luftdichte, Turbulenzen aller Art und andere Parameter, optimal ist. Was klar ist: Dafür braucht man einiges an Rechnerkapazität und vor allem jede Menge Basisdaten...

Dieter

Och, Rechenleistung ist heute nicht mehr das Problem ... ist zwar OT, aber 99% der Rechenleistung heutiger PCs verpufft im Overhead der Programmierung und dem Betriebssystem. Frei nach dem Motto, ist kein Problem Fließkommaberechnung zu programmieren, dann machen wir das auch, auch wenn mit anderer Rechenoperation deutlich schnellere Ergebnisse erzielt werden könnte, weil man hat ja 8 Kerne, 3 GHz, 64GB RAM. Ich arbeite gerne mit 8 Bit RISC und man glaubt es kaum was so ein Kerlchen auf 16MHz bei intelligenter Programmierung zu leisten vermag.

@Ralf
In der Betriebswirtschaft nennt sich das Break Even Point .... und ich geh mit Deiner Ansicht konform. Machen wir die Blätter was länger sind wir auch dort, ohne 100 zusätzliche Fehlerquellen einzubauen.

Steve Jobs: "Simplicity is the ultimate sophistication"

Was Fachmänner angeht ... ich bin auch keiner, nichtmal intelligent, sondern einer, der sich selber blöde Fragen stellt und versucht hinter die Antwort zu kommen. Bin auch kein Ing. sondern nur staatl. gepr. Techniker für Weinbau und Kellerwirtschaft.
Mein Problem dabei ist, dass die Lösung zunächst scheinbar auf der Hand liegt, geradezu trivial ist, aber da nicht Fachmann die Dimension, die das dann in der praktischen Umsetzung annimmt nicht abgeschätzt ist und dann gehen für scheinbar triviale Probleme hunderte Stunden drauf für n Problem, dass anders in Minuten erledigt wäre. Im Kaff hab ich mittlerweile den Ruf eines verschrobenen Spinners und Tüftlers, weil ich oft in der Gegend herumlatsche und mit dem Kopf bei Algorithmen und Schaltschema bin oder abenteuerlichen Konstruktionen am Traktor herumfahre.

sagen wir mal so ... das Prinzip ist einfach.

Du hast eine Eingangsspannung und willst auf der anderen Seite an Netzspannung.
Strom fließt prinzipiell immer vom höheren Spannungspotential zum niedrigeren ... so wie Wasser eben den Berg hinunter fließt.
Nun hast Du eine Eingangsspannung, die quasi im Tal unten ist, das bedeutet die Spannung muss erst hoch auf den Berg.
Das macht dann der sogenannte Zwischenkreis, das sind irgendwelche Spannungsverdopplerschaltungen drinnen, die die Spannung auf über Netzspannung heben,
allerdings Gleichspannung (DC). Die Zwischenkreisspannung muss größer sein, damit der Strom auch ins Netz fließen kann, eben den Berg runter.
Dann kommt n Mikroprozessor, der mit diverser Außenbeschaltung Netzfrequenz und Spannung misst.
Dann hat dieser dazu noch Aktoren, die nun diese Zwischenkreisspannung in netzsynchrone Wechselspannung umformen können ... oft sind da IGBTs verbaut.
Der Gag ist nun, hebt man das Wasser nur n kleines Stück vom Berg hoch, dann hat das nur nen Kurzen weg zur Beschleunigung, es fließt nicht sehr schnell -> wenig Leistung. Pumpt man das Wasser bis zum Gipfel ist die Beschleunigungsstrecke viel länger, große Leistung.