Ista Breeze-Generator für CNC-Holzwindrad

Also jetzt habe ich endlich meine Vermessungsergebnisse fertig, soweit das mit meinen Mitteln möglich war:

Es ging um die Verwendung eines 24V Ista-Breeze Generators mit einem 12V Ista-Breeze Laderegler und einer 12V Batterie.

Zunächst die Leerlaufspannung des Generators:


Leider konnte ich nicht höhere Drehzahlen messen weil dann die Bremse aktiviert wurde, aber die lineare Trendlinie kommt denke ich gut hin.
Ladebeginn ist also um die 480 Umdrehungen. Das ist immer noch ziemlich spät trotz der 24V Version. Sprich im Normalfall wird erst bei 960 U/min der Ladebeginn erreicht - also nur bei Starkwind!

Die rote obere LED leuchtet immer sobald Spannung über die Batterie oder den Generator anliegt und die gelbe untere LED ist definitiv die Bremse entgegen der offiziellen Beschreibung. Dementsprechend zieht der Laderegler im Stand-by-Modus so um die 0,42w. Nicht soo viel aber auf Dauer ungut!

Die Leistungskennlinie sieht wie folgt aus:


Nicht schön! Auch hier konnte ich nicht weiter messen weil ab ca. 800U/min die Bremse aktiviert wird. Der Ladebereich mit dieser Geräte-Konfiguration ist also inakzeptabel - fängt zu spät an und hört zu früh auf. Dazu liegen die Leistungswerte sehr niedrig. Durch die Verwendung eines Gleichrichters ohne Regler, könnte man natürlich bis in höhrere Bereiche messen, aber so in etwa kann man schon sehen auf was das alles hinausläuft -

Der Generator bringt bei kleinen Drehzahlen einfach zu wenig Leistung (zu großer Abstand zw. Magnete und Spule) und kann auch mit der 24V/12V Kombination nicht wirklich ausgeglichen werden.
Zwar fängt das Laden deutlich früher an, aber die elektrischen Leistungen liegen in etwa um gut der Hälfte unterhalb der Windräder in dieser Größe um 1m².

Im Falle meines Holzwindrades wäre der Ladebeginn bei 4m/s Windgeschwindigkeit, und die Leistung des Windrades wäre ca. 2,3 mal höher als die des Generators. Das Windrad würde also ziemlich weit überdrehen (zu schnell laufen), bis der Generator mit dieser zu hohen Drehzahl das entsprechende Bremsmoment aufgebaut hat. Dann ist der Rotor aber schon nicht mehr ideal umströmt und gibt einen Teil seiner Kraft an die Luft ab. Es wäre also nicht so dass durch den Leistungsunterschied zwischen Windrad und Generator um den Faktor 2 auch nur die Hälfte der Windenergie umgesetzt wird, sondern das ganze könnte sich vielleicht in der Mitte treffen, so dass in etwas 25% Verluste zu erwarten sind, die bei guter Abstimmung von Windrad und Generator vermeidbar wären.
Die Bestimmung des Wirkungsgrades über eine Küchenwaage war leider etwas ungenau und hat im Mittel ca. 72% ergeben (ohne Garantie). Ein Testlauf von 15 min bei 50 Watt hat nur eine leichte Erwärmung des Generators ergeben und hat einen 'normalen' Eindruck gemacht. Der Regler blieb absolut kalt.


Fazit: der Ista-Breeze-Generator ist für Windräder nicht wirklich geeignet und in seiner normalen Konfiguration schlicht eine Frechheit. Man bräuchte einen Repeller der sehr schnell läuft und trotzdem viel Drehmoment hat, was sich gegenseitig leider ausschließt. Schade - ich hätte gehofft dass man noch an irgendeiner Stellschraube drehen könnte, aber wenn man den Anspruch einer hohen Energieausbeute hat, sieht es schlecht aus. Mit der 24V/12V Kombination könnte aber dennoch deutlich mehr Energie eingefahren werden, als das regulär der Fall ist. Aber vielleicht hat ja noch jemand eine gute Idee in dieser Angelegenheit?

Hallo Zephyrus,
erstmal vielen Dank für deinen Beitrag und die Messungen. Ich beobachte das "Wirken" der Ista-Firma nun schon eine ganze Weile und mache auch kein Geheimnis daraus, was ich von der Firma und deren Produkten halte.
Wenn ich deine Messungen mal ganz grob deuten darf, komme ich bei einer Drehzahl des 24V-Generators von 500 U/min. auf eine Spannung von ca. 12 Volt bei einer Gesamtleistung von ungefähr 4 Watt. Also rechnerisch ungefähr ein Strom von ca. 0,33 A bei 500 U/min.

Die besagte Firma gibt bei einer Drehzahl von 500 U/min. für den 24V Generator einen Strom von 4 A an.
Angebot bei eBay mit Leistungskurve

Das bedeutet, dass der real von dir gemessene Strom nicht mal ein 10tel des in der Werbung angepriesenen Wertes ist.
Bemerkenswert, dass Aloys da kein Problem des Generators erkennen kann...

Die Ista - Windmühle hat den selben Generator verbaut und es ist für mich nicht weiter verwunderlich, dass sich hier im Forum immer
wieder Leute melden, die auf die Werbeversprechen der Istas reinfallen, sich so ein Ding anschaffen und dann völlig verwundert sind, warum die angeschlossene Batterie immer leerer wird...

Gibt es hier im Forum sonst noch Ista-Besitzer, die ein paar real gemessene Werte zum Thema beisteuern können?
Ich meine damit nicht, die direkt vom Importeur in diversen Internetportalen bereitgestellten "Besprechungen und Bewertungen" des
Produktes, sondern real gemessene Werte von Ista-Besitzern, die nicht mit den Dingern reich werden wollen

Es grüßt der Franz

Danke für eure Einschätzungen und interessant, dass es nun doch eine offizielle Leistungskurve gibt. Auf Anfrage derselbigen hieß es noch vor kurzem "so etwas gibt es bei uns nicht". Naja gerade im unteren Drehzahlbereich sind die offiziellen Werte jedenfalls jenseits von Gut und Böse..

das mit der leeren/größeren Batterie hab ich mir auch schon gedacht, das könnte ich mir nochmal ansehen und nochmal versuchen eine höhere Drehzahl ohne Bremse zu erreichen. Dann könnte man sehen ob die Leistungskurve im oberen Bereich exponentiell verläuft oder doch nur linear.



Das ist ein guter Punkt! Die Bremswirkung ist wirklich stark und bringt selbst die Bohrmaschine in Schwierigkeiten. Sprich da könnte doch noch einiges an Potential stecken, aber wohl leider nur im oberen Drehzahlbereich.


wie kann denn die Strombelastung beeinflusst werden? Das hängt doch einfach vom Akku ab, oder kann man da noch etwas tricksen?


Also ich denke man kann zusammenfassen - dieser Generator bringt nur bei hohen Drehzahlen eine angemessene Leistung. Die liegt aber so hoch, dass man wahrscheinlich eine Schnellaufzahl von mind. 9 bräuchte und damit wieder Probleme mit dem Anlaufmoment bekommt. Mit der normalen 24V Generator/24V Batterie-Kombination wird man dennoch immer erst sehr spät die ausreichende Ladespannung erreichen. Jetzt stellt sich aber die Frage, ob mit der 24V/12V-Kombination nicht ein gesunder Kompromis mit etwas schmaleren Blättern und einer SLZ von viell.6,5 vielleicht doch gar nicht so schlecht wäre, denn:

- der Anlauf und Ladebeginn wird ca. mit 4m/s Wind erreicht. unterhalb steckt eh kaum Energie im Wind und wäre ok.
- der Rotor würde zwar immer leicht überdrehen, könnte aber dadurch kurze Durchhänger durch Turbulenzen und Winddrehungen bis zur nächsten Böe besser ausgleichen und hätte immer ausreichend Drehmoment den Rotor stromerzeugend am Laufen zu halten, wo bei stärkeren Generatoren erst wieder neu beschleunigt werden müsste. Die Verluste des Überdrehens wären also unterm Strich wahrscheinlich gar nicht soo groß, wie das von der Theorie und den Leistungskurven her zu erwarten wäre.

Sollte sich der weitere Verlauf der LeitungsKurve exponentiell entwickeln, könnten damit auch Starkwinde eineigermaßen gut abgefangen werden und die Bremse sollte in jedemfall ausreichen, jedem Sturm standzuhalten.

Ich werde also versuchen nochmal mit leerer Batterie Messwerte für die hohen Drehzahlen zu bekommen, und vielleicht lohnt sich doch mal ein kleiner Praxistest - , mal sehen..

Ich sage es noch drastischer: Diese Komponenten sind [automatisch zensiert] am Kunden! Und was mich weiterhin ziemlich stört, ist die Tatsache, dass im oben stehenden Ebay-Werbebanner diese gequirlte Sch... hier rund um die Uhr im Forum beworben wird...

Dieter

Hallo

Ich würde andere Repellerblätter nehmen oder die alten dünner machen.
Schmalere Blätter wären überhaubt keine Option für mich, warum das eingefürt wurde ist mir schleierhaft.
Die Gründe haben mit Aerodynamik kaum etwas zu tun.
Diese werden dann auch noch schön dick gemacht feifen dann und bremsen.
Also den anderen für mich richtigeren Weg.
Aussen fast genau so breit wie innen, mit dünnem 10 % oder dünnerem Profiel, und wenig Wölbung.
Diese sind auch für höhere Geschwindigkeit, und auch mit mehreren Blättern noch gut, auch wenn MANN was anderes sagt.
Die Schmalen bringen es doch nicht, wo kein Blatt ist wird auch keine Ernte sein oder?

Gruß Aloys.

Ista hat noch den besseren Kompromiss in der Mitte des Übels gewählt: Etwas später Anlauf des Repellers dafür aber zumindest bei Sturm etwas Strom.
Ich denke man kann sichs aber durch Repellerumbau aussuchen was man bevorzugt: Ein fast immer stehendes Windrad durch dünnere Bätter und höhere Schnellaufzahlen da dann noch weniger Startdrehmoment anliegt oder eins das oft dreht dafür fast immer unter der Mindestpannung liegt und auch keinen Nutzstrom bringt..
Gruß Hans

Meiner Meinung nach sollte die Leistungskurve des Generator auf etwas der selben Linie liegen wie die des Repellers.
Nur so lässt er sich auch bei Sturm auch mit einem Dumpload angemessen bremsen.
Ein Problem ist wie bereits beschrieben das Leistung sich aus Drehmoment x Drehzahl zusammensetzt.
Erhöht man die Drehzahl um einige Watt mehr zu bekommen sinkt auch das Drehmoment und es erfolt ein späterer Start des Windrads.
Eine WKa sollte auf den Nutzsbereich von ca. 4-10 m/s Wind optimiert sein da diese Winde den Hauptjahresertrag bringen.
Verschiebst du diesen Bereich nach oben dann ist das kein Vorteil da meist einfach dann zu selten Strom produziert wird um dies bei sehr starken Stürmen wieder reinzuholen.
Auch ein Akku will regelmäßig geladen werden und nicht nur alle paar Wochen kurz.
Meine Lösung wäre , größerer Repeller und Übersetzung 1:3 um zumindest dies zu gewährleisten.
Andererseits frustet es dann eine WKA mit z.b 1,5 Meter Durchmesser zu haben die trotzdem bescheidenen Ertäge bringt durch den unterdimensionierten Generator.

Gruß Hans

Aber wird dann nicht der Repeller sehr leicht abgewürgt? Würde der Wind immer ganz gleichmäßig wehen hättest du recht, aber ich denke sobald größere Schwankungen wie im Normalfall auftreten, würde mit einer Kennlinie die etwas unterhalb des Generators liegt unterm Strich mehr geerntet werden, weil nicht so stark immer wieder neu beschleunigt werden müsste..?



Welche Schnelllaufzahl hattest du denn mit diesen breiten Blättern? Die müssten zwar viel Drehmoment haben, dafür aber relativ langsam laufen, weil der Luftwiderstand mit der Breite zunimmt.

Ok, das sind jetzt 2 verschiedene Schienen - Batterieladung oder Einspeisung mit MPPT, der die Belastung nach Kennlinie regelt.
Bisher ging es immer um Batterieladung und da ergibt sich die Belastung des Generators aus der Aufnahmekapazität des Akkus, oder?. Die Spannung wird also mehr oder weniger konstant gehalten und deshalb wird der Generator mit zunehmneder Drehzahl stärker belastet, weil der Strom steigt. Diese Belastung ist im Falle Ista-Breeze 24V/12V jedoch etwas zu niedrig, so dass der Repeller überdrehen würde. Wenn jetzt aber bei Sturm eine bestimmte Spannung überschritten wird (14,?V), wird die Bremse eingeschaltet indem der Generator maximal (quasi Kurzschluss) belastet wird. Diese Bremse hat wirklich Power und insofern halte ich den Generator nicht für unterdimensioniert, sondern einfach für zu hochtourig gebaut. Ich denke das könnte klappen!

Jetzt stellt sich mir eine weitere grundsätzliche Frage:

Wird bei Sturm ein nur leicht gebremstes Windrad überhaupt langamer als ein ungebremstes? Klingt erstmal unlogisch, aber durch das nur leichte Bremsen, entfalten die Flügel umso mehr Auftrieb, so dass das Bremsen evtl. fast komplett kompensiert wird?

Hm - bloß bei wem ?

Um ehrlich zu sein - es ist ein wenig schwer deinen Sätzen zu folgen..

Auch stellst du mit der Blattbreite eine Grunderkenntnis in Frage, weil Schnellläufer immer schmale Blätter und langsamere Rotoren breitere Flügel haben. Da traue ich den altbekannten Formeln mehr als einer Einzelmeinung, aber vielleicht ist's ja auch nur ein Mißverständnis? Oder dann müssten ja auch alle Großwindanlagen breite Flügel haben, diese sind aber auffallend schmal. Mit der Re-Zahl hast du natürlich recht - innerhalb enger Grenzen läßt sich da schon streiten, aber viel Drehmoment und hohe Drehzahl sind nunmal ein Widerspruch! ALso du hast recht - breite Blätter entwickeln mehr Kraft (das braucht man beim Flugzeug) aber auch der Widerstand steigt dann proportional dazu.



Kannst du das etwas näher erläutern? Mit steigendem Strom und konstanter Spannung steigt normalerweise auch das Drehmoment..?