Kleinwindrad als Ergänzung zur 48v Insel auf dem Irschenberg

Liebes Forum,

gerade jetzt im Winter, wo der Wind so fleissig weht, frage ich mich immer wieder ob ein kleins Windrad hier oben auf dem Berg unsere PV Insel mit 4,5kWp gut unterstützen könnte. Seit fast drei Jahren betreibe ich eine Insel, wo ich unser Haus komplett damit versorge, soweit es die Sonneneinstrahlung zulässt. Dazu habe ich einfach eine PZS Staplerbatterie, 48v 625Ah neu gekauft und mit einem 5kW-Wechselrichter aus Taiwan (4048 Pip von Voltacon) verbunden, und über einen Umschalter speise ich zentral ins ganze Haus ein. Ich hab ein Mehrfamilienhaus mit Arztpraxis im EG und noch eine vermietete Dachgeschoßwohnung, die bei der Stromversorgung ausgenommen sind. Versorgt wird nur die gesamte Haustechnik, unsere komplette Wohnung und alle Nebengebäude auf dem Gelände wie Gartenhaus, Werkstatt und Pool. Das läuft soweit ganz gut. Nur stört es mich, dass im Winter zu wenig Strom durch PV herein kommt.
Da wir aber auf dem Irschenberg eine (meiner Meinung nach) sehr gute Lage für ein Windrad hätten, würde ich das Thema nochmals sehr gerne erörtern. Wir sind zwar nicht am höchsten Punkt des Irschenberg, da würde noch ein paar Höhenmeter Richtung Süden fehlen, aber von hier aus liegt die gesamte Alpenkette vor einem. Aber in die Hauptwindrichtung Westen haben wir vom Dach aus unbegrenzte freie Sicht, genauso Richtung Norden!
Wir haben ein sehr großes Dach, Firstlänge liegt bei ca. 18m, vielleicht könnte man hier doch trotz Verwirbelungsgefahr ein Windrad aufstellen, oder doch lieber auf einen möglichst hohen Masten auf der Südseite vorm Haus.
Ich hab gestern viel gelesen über Black 300, 600, Ista Breez usw. gelesen, fühle mich aber allein völlig überfordert ungefähr das Richtige zu finden. Wenn es einigermassen Sinn macht, würde ich gern mit einem preiswerten Windrad experimentieren und im Winter möglichst viel Strom für unsere Insel dazugewinnen. Vielleicht ist es bei der großen Batterie ja möglich direkt über Dioden gleichzurichten und direkt in die Batterie zu speisen. Allerdings brauche ich auch eine sichere Sturmsicherung, weil Stürme haben wir auch relativ oft. Jedenfalls soll das Windrad direkt in die 48V Batterei einspeisen.
Was für ein System wäre hier vom Preis-Leistungs-Verhältnis das Richtige für mich. Ich hab schon gelesen, dass es nicht immer die relativ teuren Blacks sein müssten. Was ist von den billigen Ista-Breez zu halten, würde die etwas für mich taugen und wenn ja welches?
Ich danke schon mal herzlich für eure Unterstützung! Viele Grüße vom Irschenberg

Hallo,

genau dieses Thema beschäftigt mich auch derzeit, wie alle jahre wieder im Dezember/Januar

Ich betreibe seit 5 Jahren auch einen PIP4048 Clone mit 3kWp PV (70° Neigung für bessere Winterausbeute) mit 4xPylontech US2000B Akkubänken (=9.6kWh bei 48V Li-Ion) zur Inselversorgung meiner Pferdepension, die keinerlei Infrastruktur hat. Licht (u.a. 600W für die Reithalle 1-2h/Tag), Pumpen (im Sommer auch zur Beregnung der Weiden), Videoüberwachung, Internet, Gastherme (an 33kg Flüssiggasflaschen) zum Heizen... alles läuft prima, nur in Dezember bis Februar muß ich oft den Dieselgenerator (Rotek 5KVA mit ATS, per WLAN-Steckdose ferngesteuert) anwerfen, in sehr dunklen Wochen bis zu 2-3h/Tag. Meine "Ranch" liegt mitten auf freiem Feld, 500m ringsum nur flacher Acker, bei uns in Südhessen ist zwar an sich nicht viel Wind, aber wenn ich zu 30% der Zeit 100-200W ernten könnte, wäre mir schon viel geholfen, dafür würden IMHO auch 5m/s reichen bei einem 2.25m Rotordurchmesser, dann könnte ich den Generator deutlich seltener einsetzen. Ich würde einen 10-15m Mast setzen (mit Baugenehmigung, sonst 8.5m ohne). Ich betreibe seit einigen Wochen einen Windmesser in etwa 8m Höhe (3m über der windzugewandten Dachkante des 5m hohen, freistehenden Stallgebäudes) und die letzten 4 Tage hatten konstant zwischen 5-10m/s, das hätte mir schonmal ca. 8h Generatorbetrieb (16l Diesel) eingespart.

z.B. Istabreeze i2000 sehe ich oft im Angebot, hab aber auch schon viel Negatives gehört, allerdings selten mit Fakten unterlegt. Ich weiß ja nie ob derjenige, der schreibt "bringt keine Leistung", vernünftig Wind hat und Fachmann genug ist die Leistung richtig einzuschätzen. Ich traue da niemandem ohne eigenen Windmesser und entsprechend Lastmöglichkeiten und Meßgeräten. Mindestens einen Istabreeze-Betreiber habe ich auf Youtube gefunden, der durchaus 1200W schon rausgeholt hat. Ich möchte zwar nicht am falschen Ende sparen aber 4000€ für eine 2kW-Anlage (bei 13m/s) ist mir deutlich zuviel, davon kann ich eine Menge Diesel (und 2 neue Generatoren) kaufen. Auch wenn z.B. Istabreeze mit schlechten Toleranzen gefertigt und nicht immer wasserdicht ist, rechtfertigt eine etwas bessere Fertigung nicht den achtfachen Preis.

Was mir hauptsächlich Sorgen macht, ist die Sturmfestigkeit und der lastfreie Betrieb. Bei Helikopterstellung habe ich Bedenken daß das Hinlegen und Wiederaufstellen zu häufigen harten Anschlägen führt und somit das Material ermüdet, ausleiert und bricht. Daher tendiere ich zu einem Wechselrichter mit angeschlossenem Lastwiderstand, besonders da in den helleren Monaten die Akkus oft schon voll sind und keinen Strom abnehmen. Und schließlich brauche ich eine Ladesteuerung bei dem ich die Ladeschlußspannung auf 0.1v genau einstellen kann, da er parallel zu dem bestehenden Wechselrichter mit integriertem Solarlader direkt an die Akkus angeschlossen wird.

Bist Du inzwischen irgendwie weitergekommen? Oder hat jemand anderen einen Tipp für eine vernünftige 1500-2000W Anlage mit 48V unter 2000€?

Außer Istabreeze ist mir auch Tesup aufgefallen, scheint auf dem ersten Blick technisch vergleichbar zu sein, konnte leider noch keine Erfahrungen finden...

viele Grüße,
Ethan

Also Ethan,
Standortausmessung muss schon richtig erfolgen. Messgrät muss einen angeschlossenen Datenlogger haben. Daraus dann der Jahremittelwind ermittelt werden. Ansich über 1 jahr. Gibt auch Leute, die schon anhand kürzerer Zeiten (1/4 Jahr, 1/2 jahr) ne Abschätzung abgeben können, Zu denen zähle ich aber nicht.
Solche Messeinheiten gibts schon für ca. 160 EUR. Bei Bedarf, ich schau mal.

Alternativ kannst Du auch mal so vor gehen. Ergebnis allerdings nur grober Anhaltspunkt:

"Man braucht den Jahresmittelwind am Standort. Dazu https://www.globalwindatlas.info/ aufrufen, oben in das Suchfeld Adresse angeben, suchen lassen, richtige auswählen. Zuvor schon oder spätestens jetzt re unten Masthöhe korrigieren auf 10m!
Wenn Du mit dem Mauszeiger in die Mitte von diesem angezeigten Zielkreis gehst, wird re unten mit einem kleinen Dreieck die Legende bedient. Aber immer mit dem derzeitigen Mauszeiger verknüpft!
Setzt Du in den Zielkreis einen Doppelklick, wählst in dem rechten Menü <Windroses> aus, hast Du noch die Verteilung der Windrichtungen nach Häufigkeiten.

Nicht beirren lassen von den Angaben über der Windrose! Sind für die "10% windiest aereas". "

Wenn Du mir einen Mittelwind nennen kannst, kann ich für einen gegebenen Rotor-D den Jahresertrag abschätzen.
Hatte das gerade mal für den Volllkorn vom Irschenberg gemacht, bevor ich gemerkt habe - von 2017, dennoch:
Vm 3,25 m/s; D 2,25 m; lediglich 350 kWh im Jahr, unter Annahme von Ladewirkungsgrad Blei nur 72%.
Wirtschaftlich ein Desaster.
Du merkst schon, man brauchte wesentlich mehr Jahres-Mittelwind.
Bei ca. 4,5 m/s könnten es 1000 kWh/a werden.

Bezüglich Windrad hätte ich ausnahmsweise für diesen Einsatzfall mal was Neueres von ISTA zur Diskussion zu stellen. Gerade, weil es für 48V angeboten wird.
Kannst natürlich auch mit WSD kontakt aufnehmen.

Die Heli-Abregelung:
Das Heben erfolgt ja nicht ruckartig, und das Absenken ansich auch nicht (soviel ich das beurteilen kann).
Auch ist erwartbar, dass Endlagendämpfer installiert sind. Bei der Antaris/Heyde sieht man sie hier.
Forum/cf3/attachment_processor…le&id=4818
Sogar hydraulische. Kann man ggf. sogar nachrüsten.

Solcher Kram mit ausschließlich passiv Stall durch Überlastung des Generators und damit der Versuch, die Drehzahl/die Leistung zu deckeln, davon würde ich alleine abraten. Nicht sicher genug und nach Cerko auch richtig laut.

Wenn der Akku voll ist, muss sowieso auf ne Ersatzlast umgeschaltet werden. das ist aber was anderes.

Gib mal Deinen grob ermittelten Jahresmittelwind durch, oder Deine exakte Adresse, als PN. Dann mache ich das mit dem Windatlas alleine.

Grüße, Che

Hallo,


1 ... 3 kWh / Tag, bei zwei Monaten wären 60 .. 180 kWh.
Es ist nicht einzusehen dafür 400 Liter Diesel und ein Paar hundert Stunden im Jahr Laufzeit zu benötigen.
Diesel hat einen Energiegehalt von 10,4 kWh / L, selbst bei 'nur' 10% Wirkungsgrad wären das schon 400 kWh.
Und bei Ladung mit 'nur' 2 kW wären dass 90 Stunden Laufzeit im Jahr.
Weist du das du auch Heizöl verwenden kannst. Geht das nicht? Darfst du das nicht?
Das würde die Kosten vielleicht schon einmal halbieren.
Wenn du das alles so lässt, kann ein Windrad vielleicht tatsächlich deine Erwartungen erfüllen.

Sind das deine Akkus (4 Stück)?
https://www.inutec-int.com/de/…hat-b.html

Ist das dein Inselwechselrichter?
https://www.mppsolar.com/v3/pip-hsms-pf1-series/
Der kann AC Ladung bis 60 A (ca. 3 KW) , lädst du damit wenn du den Generator einschaltest?
Lädt der dann auch mit 60 A?
Wie hast du den Inselwechselrichter eingestellt damit der Li-Ion Akkus laden kann?
Der Inverter verbraucht ca. 50 Watt permanent, das sind 1,2 kWh pro Tag.
Hast du den Eigenverbrauch des Inverter mit in deinen Tagesverbrauch 1 ... 3 kWh eingerechnet?

Sorry für die vielen Fragen, aber in deiner Anlage stimmt was nicht.

Grüße

Hallo Erdorf,

Sei mir nicht böse aber bei Deinen Fragen und Schlußfolgerungen glaube ich, gehst Du das sehr theoretisch an.

Die 1-3kwh Tagesbedarf in Monatsbedarf umzurechnen ist praxisfremd. Wir reden hier nicht von riesigen Wassertanks die gefüllt bzw. geleert werden und deren Zulauf/Ablaufzähler am Jahresende übereinstimmen.

Die von Dir zitierte Energiebilanz von Diesel entspricht vielleicht dem einer Verbrennung zur Wassererwärmung in einem sehr guten Ofen, bei Umwandlung in Bewegungsenergie (=Kolbenmotor) ist die Effizienz vielleicht 40-50%, die vom Generator vielleicht 95% (Bewegung in Strom), die vom Ladegerät vielleicht 90-95%, im Akku landen vielleicht schließlich 35% des theoretischen Diesel-Energiegehalts, dann nochmal das umrichten auf 230V bei Bedarf = 90-95%...

Heizöl kann (technisch) und darf (steuerlich) nicht verwendet werden. Infos hierzu (auch zum Dieselverbrauch) bei den technischen FAQ's/Datenblättern: https://www.rotek.at/produkte/knowhow-De.html#GEN

Nein, das Generatorladen erfolgt nicht mit den maximal möglichen 60A sondern nur mit 40A, dies hat technische Gründe (allen Voran die Tatsache daß der Inverter bei Netzbetrieb auf Bypass schaltet, wenn dann während des Ladens mit 3kW noch 2kW Last zugeschaltet wird (Wasserkocher, Beregnugspumpe die auch für die Reithallenbefeuchtung benötigt wird), fliegt die Sicherung vom Generator raus, ohne daß es jemand merkt, dann muß ich hinfahren und es wieder reinmachen.

Der Inverter braucht nur bei Volllast 50W Eigenverbrauch, in der Praxis ist es deutlich geringer. Aber ja, das fällt auch ins Gewicht, und die "Stromsparschaltung" (erst einschalten wenn Last gezogen wird) ist für mich nicht nutzbar, weil ich ständig geringe Lasten (Therme auf Standby, Nachtlich) betreiben muß.

Übrigens, ja das sind meine Akkus, ich bin sehr zufrieden damit. Man kann sie sogar üner RS485 auslesen, das habe ich noch nicht integriert - wohl aber das Cloudlogging mit ESP8266 (InfluxDB/Grafana) aller wichtigen Parameter, was schon seit Jahren läuft.

Mein Inverter entspricht, soweit ich es auf der Schnelle sehe, dem 5058MSE von mppsolar (https://www.mppsolar.com/v3/pip-hsemse-series/). Leider ist der Inverter nicht für Li-Ionen Akkus ausgelegt sondern nur für Blei, ich kann zwar die richtigen Lade-/Entladeschlußspannungen (gemäß Pylontech Datenblatt) einstellen, aber die Kapazitätsanzeige zeigt ständig "leer" an und der Alarm blinkt. Damit kann ich aber leben, ich hab mich dran gewöhnt anhand der Akkuspannung gekoppelt mit lastsituation die wahre Kapazität abzuschätzen.

@wieso: Einbinden würde ich die Windturbine gern einfach als Generator+Ladecontroller (MPPT) -> Akkus, parallel zum bestehenden Inverter mit PV-Ladung. Alternativ könnte ich vielleicht einen Hybridladeregler nehmen und die PV Anlage daran statt an den Inverter anschließen, was ich aber ungern täte.

Dies ist übrigens mein Generator: https://www.rotek.at/a000/003/000003704_00_RT_A_de.html
Die Integration in das System war übrigens auch nicht ohne: Der Inverter erkannte die anliegende Spannung in der Einspeisung ("Netz"), schaltete auf Bypass, und dann sofort wieder auf Akku um, und das im 10 Sekunden Takt, ohne zu laden. Der Inverter-Händler (deutsche Elektrofachfirma) schob es auf den Generator, die Netzqualität sei nicht gut genug (bei einem 100 EUR Minibenzingenerator hätte ich das verstanden aber ich hatte bewusst eine wuchtigere Dieselmaschine gewählt). der Generatorlieferant war sehr hilfsbereit und schließlich konnte ich folgende Lösung finden: Bei Einschalten der Einspeisung des Generators läuft über eine WC-Lüftersteuerung eine alte 400W Bohrmaschine an, und geht nach einer Minute wieder aus. Dadurch wird das Netz (Wellenform) geglättet und wenn der Inverter angefangen hat, die Akkus zu laden, kann die Bohrmaschine wieder aus und alles läuft weiter.

Schließlich hänge ich noch ein Paar Beispiele meines Datenloggers an. Beim Strom ist die gelbe Kurve die Akkuspannung, rot ist die entnommene Last in 100W (linke Skala 5 = 500W), grün ist die eingespeiste PV in 100W (bis auf 18.Januar kaum zu sehen), blau ist die Generatorspannung/100V, lila ist der AkkuStrom in A (oben laden, unten entladen).

lg Ethan

"Heizöl kann (technisch) und darf (steuerlich) nicht verwendet werden. Infos hierzu (auch zum Dieselverbrauch) bei den technischen FAQ's/Datenblättern: https://www.rotek.at/produkte/knowhow-De.html#GEN";

Ja wie das? Es gibt Heizungen die mit Öl auch gleichzeitig Strom erzeugen, Blockheizkraftwerk. Oder stimmt das nicht? Ich finde Du tust Wieso Unrecht, er hat sich viel Mühe und Zeit genommen Deine Insel zu analisieren, stellt Fragen an Dich um Dir zu helfen.

Zudem hat er sehr viel Erfahrung gerade auf diesem Gebiet. Vielleicht hast Du selber schon relativ klare Vorstellungen von dem was Du willst weshalb andere Fragen und Vorschläge Vorschläge Dich nerven.

Sich auf Solarstrom als Hauptstandbein zu konzentrieren und da zuerst zu optimieren halte ich auch für vernünftig. Solarpanele sind weitgehend wartungsfrei in der Regel sehr lange haltbar - mein erstes monokristzallines Modul mit 50 W Leistung für 800 DM läuft auch nach 35 Jahren noch zufriedenstellen, etwa noch 70% Leistung.

Das ist kein Verrat an der Windkraft sondern einfach nur eine Langzeiterfahrung.

Bei Windkraft, klar, in einem Schwachwindgebiet wird nie ein Schuh draus, eher ein Draufzahl - Hobby.

Macht auch Spass, keine Frage.

Hallo



Soweit bin ich noch gar nicht.

Du sagst du verbrauchst 1 .. 3 kWh pro Tag.
Wie viel verbrauchst du pro Monat, insbesondere in den 'dunklen' Monaten?
Bei dem Diesel, den du verbrauchst musst das eigentlich viel mehr sein?

Du sagst du lädst mit maximal 40 A, was 2 kW wären. Damit wären deine Akkus in ca. 5h voll.
Wie lange lässt du den Generator in den 'dunklen' Monaten pro Tag laufen? Lädst du dann täglich?
Lädst du dann die volle Zeit mit 40A oder sinkt der Ladestrom recht flott?
Bei 1 .. 3 kWh Verbrauch, müsstet du mit 2h Generator laufen durch sein oder
könntest nur jeden dritten Tag, dafür länger laden.

Machst du den Generator nur im Dezember und Januar an oder auch schon (teilweise) im November und Februar
so dass man ca. 3 'dunklen' Monaten bzw. 90 Tagen ausgehen kann?

Sorry, deine Angaben passen (noch) nicht wirklich gut zusammen.
Ich bekomme einfach kein passendes Bild und kann so nicht helfen.

Grüße

und dann ne möglichst nix kostende Windanlage drauf ?? , Nicht dein Ernst ? oder ? Meine Empfehlung ist eine grosse Akkubank und deutlich mehr PV und einfach ein kleines Windrad mit anschliessen

Hallo allerseits,

ja ok, stimmt schon, ein Turm mit Baugenehmigung ist wohl tatsächlich unsinnig bzw. viel zu teuer, an die ganzen Nebenkosten hatte ich nicht gedacht. Also wenn dann im genehmigungsfreien Bereich (<10m Gesamthöhe). Ein Windrad fände ich schon ganz nett, auch optisch/idyllisch, das würde für etwas Wirtschaftlichkeit kompensieren. Aber wenn ich tatsächlich nur 100€/Jahr spare würde ich dafür nicht mal 1000€ jetzt ausgeben, geschweige denn 2000€ oder mehr.

Ja, das mit den ca. 2h/Tag Generator laufenlassen (bzw. alle 2 tage 4-5h) haut hin. Aber nur wenn es tagelang sehr bewölkt ist. Manchmal mehr, wenn z.B. Geräte benutzt werden (Hochdruckreinger etc.). manchmal weniger, wenn tagelang nix los ist. Ich führe da kein Buch drüber und möchte mir ehrlich gesagt jetzt auch nicht die Mühe machen dem näher nachzugehen. Allerdings hab ich die Gen-Laufzeiten der letzten 30 Tage mal hier angehängt.

Ich sehe das immer noch sehr skeptisch mit dem pauschalisieren (mittelwert bilden) von a) Windgeschwindigkeiten und b) Stromverbräuche:

Wie schon gesagt wurde, sind Geschwindigkeiten unter 3m/s zu vernachlässigen (könnte man also auch gleich null setzen). Ausserdem steigt die Energiemenge im Quadrat mit der Windgeschwindigkeit. Es ist also ein riesen Unterschied ob beispielsweise an 3 Tagen die Windgeschwindigkeit 0/3/6 m/s beträgt (geringer Ertrag nur an einem Tag) oder 3,3,3 (gar kein Ertrag) oder 0, 0, 9 (recht guter Ertrag an einem Tag, mehr als das doppelte des ersten Beispiels). Alle 3 Meßreihen haben aber den gleichen Durchschnitt (3). Ausserdem ist der Ertrag abhängig davon ob die Akkus zu genau diesem Zeitpunkt überhaupt etwas aufnehmen können, wenn dummerweise kurz zuvor die Sonne schien oder der Generator lief, ist der (nutzbare) Ertrag für mich trotzdem gleich null, auch wenns die ganze Nacht stürmt. Wenn ich anhand von Winddaten einen Nutzen für mich abschätzen kann, dann höchstens anhand von stundenweise (oder max. tageweise) erfassten Daten. Ich vermute auch daß es nachts windiger ist als tags, im Winter mehr als Sommer, etc. etc.

Fazit: Windgeschwindigkeiten im Jahresmittel sind m.E. praktisch ohne Aussagekraft für den möglichen Ertrag (immer, auch bei Einspeisung). Die Rechnung ist viel kompizierter. Und für einen Inselbetrieb ganz besonders.

Den Vorschlag Bleiakkus einzusetzen kann ich nur vehement zurückweisen, es gibt eine ganze Reihe von Nachteilen, günstiger ist das nur auf den ersten Blick. Die Pylontech Akkubänke sind ein Wunderwerk der Technik (völlig wartungsfrei, integriertes Balancing, Überwachung der Lade-/Entladeströme, Schutz vor unter/überspannung, hohe Ladeeffizienz auch bei schnell wechselnden Ladeströmen (z.B. teils bewölktem Himmel), geringer Spannungseinbruch bei hohen Lasten, 8 Jahre Garantie des Herstellers, etc. etc. und ich würde nie wieder etwas anderes einsetzen, sei es im Wohnmobil, Gabelstapler, Energiespeicher zuhause, etc. etc.

viele Grüße,
Ethan