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Von der Seite ist es eigentlich völlig irrelevant, wie viel Leistung der Generator hat. Das Drehmoment des Rotors sollte genau so sein, dass der Generator so schnell dreht, dass der Rotor in der Nähe der optimalen Schnelllaufzahl dreht.
Fast richtig.
Der Generator sollte den Rotor natürlich so belasten dass er bei jeder Windgeschwindigkeit seine Schnelllaufzahl behält. Nun ist das aber bei einfacher Batterieladung praktisch nicht möglich da die Leistung des Generators linear ansteigt, die des Windes in Bezug auf die Drehzahl aber kubisch. Baut man also eine reine Lademaschine so muss man sich einen für die Region optimalen Arbeitspunkt heraussuchen und daraufhin optimieren. Das kann man beim Bau des Generators schon einplanen und ihn entsprechend auslegen.
Das ist aber wirklich nur ein sehr schmaler Grad, außerhalb dieses Bereiches wird die Anpassung schlechter, vor allem Richtung höhere Windgeschwindigkeiten hin ist der Generator dann zunehmend überfordert so dass eine zuverlässige Sturmsicherung her muss um den gen nicht zu braten und den Rotor im Zaum zu halten.
Trifft hier aber alles nicht zu, hier läuft das ganze Kennlinien-gesteuert. Somit kann der Rotor immer optimal belastet werden und läuft auf seine Nenn- SLZ mit bestem Wirkungsgrad - das haut natürlich nur dann hin wenn er entsprechend leistungsfähig genug ist.
Man MUSS das ausrechnen, sonst gehts in die Hose!
Wir haben eine Leerlaufspannung die in der regel linear zur Wellendrehzahl ansteigt. Wird nun der Generator durch einen Widerstand ( also Batterie oder Wechselrichter ) belastet so bricht die Spannung ein. Bei Batterieladung bis knapp über die Batteriespannung. Das ist doof da hier hohe Ströme fließen müssen weil ein Anstieg der Spannung kaum möglich ist. Bei Verwendung eines Wechselrichters kann sie je nach eingegebener Kennlinie mit ansteigen. Als Ergebnis fließen kleinere Ströme und somit entsteht weniger Wärmeverlust im Generator und die Leistungsfähigkeit bzw. der Wirkungsgrad werden erhöht.
Das klappt aber natürlich nur dann wenn der Innenwiderstand des Generators klein genug ist sonst ist bei einem gewissen Nennstrom einfach Schluss (Kurzschlussstrom)
Wenn man durch Betrieb mittels Wechselrichter also nicht auf eine ab Werk genauer Anpassung angewiesen ist, so baut man den Generator eher etwas überdimensioniert bzw. mit möglichst geringem Widerstand damit er bei Starkwind Reserven hat und auch sonst effizient läuft. Je geringer sein Widerstand desto höher sein Wirkungsgrad und desto größer seine Leistungsfähigkeit in Hinblick auf thermische Belastungen.
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Wählt man den Rotor zu groß, wird's übel: das Drehmoment des Roters ist dann auch zu hoch. Damit dreht der Rotor zu schnell. und soweit ich das beurteilen hat dies einen Pferdefuß: die Blattspitzengeschwindigkeit beziehungsweise die Rotationsgeschwindigkeit geht mit der dritten Potenz in die Nennleistung ein. in wie weit das weggeregelt werden kann, kann ich nicht beurteilen.
Dreht sich die Maschine aber zu schnell, wird durch das zu hohe Drehmoment die Rotationsgeschwindigkeit zu hoch, damit steigt die Blattspitzengeschwindigkeit, damit steigt mit der dritten Potenz (!) die Nennleistung und final fackelt der Generator ab.
Dreht sich die Maschine aber zu schnell, wird durch das zu hohe Drehmoment die Rotationsgeschwindigkeit zu hoch, damit steigt die Blattspitzengeschwindigkeit, damit steigt mit der dritten Potenz (!) die Nennleistung und final fackelt der Generator ab.
Wieder Jain!
Es ist schon richtig dass das Drehmoment ansteigt. Verdopple ich die Windgeschwindigkeit habe ich das 8-fache Leistungsangebot, die Drehzahl bei gleicher SLZ verdoppelt sich aber ebenfalls nur, folglich muss dich das Drehmoment vervierfachen.
Habe ich aber nun einen z.b. doppelt so großen Rotor so habe ich schon die Vierfache Fläche, also nochmal bezogen auf gleiche Drehzahl vierfaches Drehmoment, dazu bei gleicher SLZ nochmal halbe Drehzahl was das Drehmoment wiederum verdoppelt - also insgesamt verachtfacht.
Mit doppelt so großem Rotor mit gleicher SLZ muss der Generator also das achtfache an Drehmoment aufnehmen können. Drehmoment entspricht hier bei quasi konstanter Spannung dem Stromfluss in Ampere! Achtfacher Stromfluss bedeutet bei gleichem Widerstand des Generators achtfache Verlustleistung in den Spulen.
Es ist also enorm wichtig zu prüfen ob er das abkann oder nicht ( und das kann und sollte man rechnen ). Daher meine Frage nach den Werten.
Es ist aber nicht die Rotoationsgeschwindigkeit die Probleme macht. Die Leistung steckt im Wind und nicht im Rotor. Dreht der Rotor mangels Drehmomentabnahme schneller als er sollte, so erhöht sich im Bezug auf die anliegende Windgeschwindigkeit seine Schnellaufzahl, entfernt sich also vom Optimum. In der Folge sinkt der Wirkungsgrad. Bei zu hoher Drehzahl sinkt er etwas flacher ab als bei zu niedriger Drehzahl ( das nennt man übrigens Stalling )
Bei wenig Wind ist das auch unproblematisch - vor allem bei viel Wind jedoch wird die Anlage dann laut und ist unkontrolliert, zerlegt sich im schlimmsten fall da der Rotor solange weiterbeschleunigt bis durch zu hohe SLZ sein Wirkungsgrad nur noch so klein ist dass sich wieder ein Gleichgewicht zwischen Leistungsabnahme des Generators und seiner Abgabeleistung einstellt. In der Regel fliegt er einem jedoch vorher um die Ohren da das Material diesen Belastungen nicht standhält!!!
Im Übrigen funktioniert eine Furlingsicherung bei deutlich unterfordertem Rotor auch nicht mehr da er luvgierig wird!!!
Zwar knickt die Windfahne dann ab, der Rotor steht jedoch weiterhin voll im Wind. Eine vernünftige Sturmsicherung bringt also auch nur dann etwas wenn auch der Rest der Komponenten abgestimmt ist.
Praktisch heißt das nun, dass wenn nur mit 2 KW belastet werden kann auch die Sturmsicherung der Anlage deutlich!!! eher einsetzen muss. Im Fall des Threatstellers bei schon etwa nur der halben Windgeschwindigkeit. Man schneidet obenrum also eine ganze Ecke ab.
Lösen (nachdem man weiß ob der Generator das überhaupt ab kann) kann man das nur indem auch ein größerer Wechselrichter verwendet wird.
Last but not least:
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Wenn man dann vorher einen CROME-Rotor betrieben hat, der aufgrund der Aerodynamik miserabel ist und kein Drehmoment bringt, kann die Anlage keine Leistung bringen, da das Drehmoment, dass der Rotor erbringt, in keinem Falle so stark ist, dass der Generator sich so schnell dreht, dass er in der Nähe der optimalen Schnelllaufzahl ist.
Unfug!
Der Wirkungsgrad eine Crome-Profil-Rotors ist gar nicht schlecht, allerdings muss man auch wissen wie das Konzept dahinter gedacht ist. Man muss nicht versuchen aus diesem schlanken abgewandelten GOE Profil einen Schnellläufer zu basteln.
Und Drehmoment ist das was die Anlagen am besten können. Nicht umsonst haben die Cromeanlagen je größer sie werden eine steigende Anzahl an Motorblättern um den Flächenfüllungsgrad auszugleichen und auch nicht zufällig sind es Halbflügler oder noch weniger Rotorfläche nur im Außenbereich - das dient der Anpassung der Profile an den Durchmesser der Anlagen - machst überhaupt erst ab guten fünf Metern Durchmesser Sinn - und es sind Drehmoentbomben!!!
Daher hat auch der Generator eine Übersetzung um die kleinen Drehzahlen mit massig Drehmoment umsetzen zu können.
Bei der Betrachtung dieser Profile ist also darauf zu achten für welchen Zweck und in Kombination mit welcher Bauart diese ausgearbeitet wurden - nachzulesen auf der Webseite von C.
