Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

 
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Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 27.11.2019 - 21:27 Uhr  ·  #1
Hallo,
wenn der Wind mit spielt, und man mir heute Nacht nicht die Garage ausraubt, wird es morgen einen Probelauf geben.
Heute erst mal etwas Vorspann.

1. Als Generator soll ein Nabenantrieb 48V 1000W dienen.
2. Da auf den Schweißer kein Verlass war, habe ich mir ein chinesisches Inverter-Schweißgerät kommen lassen.

 

Über Ebay für 53 EUR mit Porto. Lieferzeit 4 Tage. Und ich kann sagen, dass es erstaunlich gut funktioniert. NIRO-Rundstäbe an Stahl mit NIRO-Elektroden geschweißt. Schweißen sich einfacher als normale Stahlelektroden, schon weil die Schlacke wirklich selbst abblatzt. Sicher, 1 Paket ist teuer. Werden aber bei EBAY auch Mindermengen angeboten, für einen Zehner.
Fotos zu Schweißnähten dann beim nächsten Mal.

Trotz Gewährleistungsfrist und so, die Neugier hat mich gepackt. Also geöffnet.

 

Nicht viel drin. Der eigentliche "Trafo" ist der Ringkern. Bei 100kHz-Technik entsprechend klein. Und macht das Teil leicht. Angenehme 3,5 kG.

Ohne ein bisschen China-Klischee gings dann doch nicht:
- Der Kühlkörper für den Netz-Gleichrichter (A) hat die Verrippung quer zum Luftstrom.
- Der Netzschalter wackelte etwas, da für den Durchbruch im Blech ansich zu klein. Trotzdem funktional, aber ich habe ihn mit etwas Schmelzkleber fixiert. Auch da konnte ich nicht anders.
- Eine Schraube, welche die eine Schweißstrom-Schiene mit der Leiterplatte verbindet, war aus schwarzem Eisen und bereits angerostet.

 

Für Funktion nicht relevant, da der Schweißstrom direkt von der LP kommt. Trotzdem blamabel.
Kann mir aber denken, was da los war. Chinesische Hilfskraft falsche Schrauben bestellt.

Man sient auch die Enden der Wicklungen: Primär 2,6 mm D, sekundär 3,14 mm (nach meiner Messung), allerdings in Mittelpunkt-Schaltung. Dadurch nur je zu 50% vom Strom durchflossen.

Bei Allem: Ich bin begeistert.

Dann noch endlich mal eine komfortabele Auswuchtanlage geschaffen. Ist immer nervig, 2 gerade Stangen zu finden, mit glatter Oberfläche, und die exakt waagerecht aus zu richten.
Also 2 Messerrad-Scheiben von Pizza-Schneidern einfach mit Holzschrauben und etwas U-Scheibenmaterial für Distanz und zur Führung an die Arbeitsplatte geschraubt. Die anderen 2 dann in selber Höhe an einen Klotz. Bei KIK gibts 4 Pizza-Schneider für den Preis, den sonst einer kostet. Dafür muss man die Lagernieten erst weg schleifen und dann mit einem Durchtreiber entfernen.
So jedenfalls sieht es dann aus.

 

Und hier mit Rotor.

 

Die Zentrierstange (Rohre, besonders geschweißte, sind nicht ganz rund) sollte in der Nabe mit möglichst enger Passung sitzen.

Der Rotor ist ausgewuchtet, wenn kein Blatt ständig nach unten wandert, und wenn er in jeder Stellung verharrt.
Kleine Unwuchten lassen sich mit zusätzlichen Muttern ausgleichen. Hier 2 Stück, bezeichnet mit AM (Auswucht-Massen)

Vielleicht schon morgen mehr.
Grüße, Ch.
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Endlich fertig

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Gepostet: 28.11.2019 - 19:42 Uhr  ·  #2
Nach mancher Verzögerung endlich fertig, zumindest in der Realisation V1. Noch ohne Lackierung.
Wind war auch, recht warm zudem.
Ein paar Bilder.

 


So sieht es aus bei mir Zuhause. Durch diese Gasse weht bei SW immer ein anständiges Lüftchen. Denkt man zumindest. Nachgemessen waren es heute doch nur zwischen 4 und 6 m/s. Mag auch an den Gebäuden im Hintergrund liegen, und Gehölzen.
"Messmast" ist eine Reperaturhilfe für Fahrräder. Rotor hier noch stillgesetzt, durch Softkurzschluss.

 


"Freigelassen" nur mit Gewichten an den Füßen. Wind ist eine Naturgewalt.

Als Gondel wurde Edelschrott von einer Industrieanlage (Helikopter) umgebaut zur Eklipsenregelung (Furling)
Bei der Helikopteranlage war der Kippbolzen gebrochen. Außerdem hatte sie nur ca. 45° Kippwinkel. Das ist zu Wenig. Die Heywind 2.5 hat wohl 67° (aus dem Gedächtnis).

 


Vorne sieht man das alte Kipplager. Da habe ich den Generator-Winkel durchgeschraubt, und an 2 weiteren Stellen.
Rechts unten meine Schweißungen, nach über 20 Jahren Pause. Ausbildung zum Schweißer - keine. Rundmaterialien sind aus gezogenem NIRO 10mm. Hält, aber 12mm wäre wohl besser gewesen. Schwenkbuchsen aus Material W300 von IGUS.
Das ist speziell für NIRO-Achsen. Läuft mit allem und auch trocken.
Die Schweißnaht am Vierkantrohr der Windfahnenstange habe ich machen lassen. Dünnblech 1,5 mm, mit CO2.

Hier eine Draufsicht

 


Da der Generator Systemspannung 24V braucht, habe ich eine Batterie mit der vom Auto in Reihe geschaltet. Vorher beide ca. ne Stunde entladen. Die von Auto mit dem Licht, die andere mit einem Heizgebläse 150W, wie sie es vor Jahren mal gab.

Zur Funktion:

Die Befürchtung mit der Anlaufverzögerung ist eingetreten. Erst ab etwa 4,5 m/s tut sich was. So richtig erst bei 5 m/s, dann aber auch schon Ladung.
Bei allen Unstetigkeiten, die ein Freilandversuch bei solchen Bedingungen mit sich bringt, habe ich folgendes gemessen:
Ca, 6 m/s; 20V AC; 4A DC (25V DC, ohne Messung). Währen 100W und bei Rotor-D 1,67m ca. 32% gesamt. Garnicht schlecht.

Nur mit dem Spätanlauf, das ist weniger schön.
Müsste mehr Fläche verbaut werden. Mehr Blätter oder breitere. Fünfe von der Black nützt aber garnichts. Da die Nenn-TSR sinkt, stimmen die Blattwinkel nicht mehr.
Vielleicht mache ich als Schnelllösung mal paar Rohrblätter. Wäre nicht der erste Nabenmotor, der damit läuft. Link: topic.php?p=27388#real27388
Danach würde ich aber gewiss parr Qualitätsflügel schreinern.

Hier noch ein paar Einzelheiten:

Ersatzwiderstand für Softkurzschluss

 


Hatte 4,5 m NIRO-Draht 1mm. Haben genau rein gepasst in den Ziegel. Jeder Durchbruch ist 1x durchzogen.
Ergibt 3x 1,5 Ohm zum Sternpunkt. Setzt das Windrad sanft still und vermeidet die großen Belastungen vom harten Kurzschluss.

Das Vierkantrohr von der Windfahne hatte ich sogar noch heiß verwunden, damit die Windfahne senkrecht steht. 9° war nötig, 11° sind es geworden. Dazu war ein Propan-Starkbrenner nötig, wie ihn die Dachdecker haben.
Ist aber ne ziemliche Aktion, weswegen ich beim nächsten Mal wohl das Windfahnenblech biegen würde.

Im Anhang noch 2 kurze Videos

Grüße, Ch.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 29.11.2019 - 09:01 Uhr  ·  #3
Alle Achtung ,für dein Fachwissen und enthusiastisches rangehen an die Konstruktion,wäre mir zuviel gewesen,ich war nicht gerade von Fachwissen gesegnet ,aber seit 2012 Laerning by Doing ,erst den Savonis,sehr schwer,auch hier nachlesbar,leider nur 25% der Leistung von 3 Flüglern!
Seit Oktober 2017 läuft ein 3 Flügler auf 14,5mtr. höhe,seit Juni 2019 ein 2ter auf 11,5mtr. ,sehr viel Arbeit mit Klappmasten erstellen,,,ich habe bei Ebay ,bei Windrad-teile Harbarth diese Generatoren für 300Euro erstanden,24v/1200w,Ladebeginn bei 4mtr. sec. 100Upm ,mit Gondel und Schräg Achse für Furling,Windfahne!
Allerdings ist die Schleifkohlen Übertragung zu schwach,so dass ich eine Schleifkohlen Drehdurchführung installiert habe,Kinderkrankheit eben,ansonsten sehr stabiles Gehäuse,mit 32 auf 40mm konischer Welle.

Die Nabe musste ich noch fertigen lassen,350Euro,Windfahne selber gebaut,macht jetzt Spaß,gestern Abend mal 50Ampere in Böen in die 465Ah Std Staplerbatterie !
Mfg.H.Sch.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 30.11.2019 - 13:41 Uhr  ·  #4
Danke für die Blumen.
Habe Deine Odysse ja teilweise mit erlebt, und mit gelitten.

Bezüglich meiner Alternativen für früheren Anlauf bin ich konsterniert.
V1: Es müsste ein eisenloser Generator her, z.B. ein TGET260-0.5KW-350R. Vielleicht sogar bezahlbar, beim Gewicht aber hört es auf. 26 kG! Soviel wiegt das ganze Windrad bisher nicht. Der Nabenmotor lediglich 6,3 kG.

V2: Breitere Blätter oder größere Blattzahl über ROWI-Tool oder aus Holz selbst schreinern.
Alles nicht für die Ewigkeit. Ausreichende Festigkeit an der Nabe bei Rohrblättern fraglich. Vermutlich auch an der Blattspitze lauter. Und bei Holz? Eigentlich lässt man sowas elegant fräsen. Aber nicht billig.
Aber vor Allem:
Das alles senkt die Nenn-TSR, so dass aus Systemspannung 24V 12V werden.
Wunderbar, könnte man denken. Lässt sich ein 12V Akku direkt laden.
Aber nein. Ich wollte weg von den schlechten Wirkungsgraden so ab 7 m/s, wenn die konstante Spannung vom Akku das Windrad am Hochdrehen hindert. Hier die pinkfarbene Linie. TSR-Abfall ist nicht eingezeichnet.

Viel besser ist es, einen Tiefsetzsteller mit PWM (Pulsweiten-Modulation) zu bauen, einen Abwärtswandler.
Dabei wird das Spannungsverhältnis vom Austastverhältnis bestimmt also zB. 50% EIN >> Wandlung auf die Hälfte.
Finde die Prinzipschaltung gerade nicht, dafür etwas zum Umgang mit einem entsprechenden Schaltkreis TL 494.
Beim Step-Down-Wandler kommt im Wesentlichen noch eine Speicher-Drossel hinzu.
Der TL494 hat einen Steuereingang, an dem man entsprechend Eingangs-Spannungshöhe die PWM steuern kann.
So lässt sich schon mal ne lieare Übertragungskennlinie erzeugen, wie sie z.B. der WindMaster (ein Einspeise-WR) hatte.
Mit ein paar Tricks kann man dieser Ü-Kurve noch ein paar Knicke verpassen. Viel mehr braucht man nicht.

Auch Laderegler mit MPPT könnten ähnliches leisten. So einen könnte man mal probieren. Bei solchen Preisen kann man nicht viel falsch machen. Nur vor Tiefentladung schützt er nicht. Dafü gibt es aber andere Schaltungen.

Auch dachte ich eher an Netzeinspeisung. Da beginnt ein WindInvert 36/800 eben erst bei ca. 23V zu arbeiten.

Ich denke, ich werde das prinzipiell so lassen und in offenem Gelände noch einmal einen Test machen.
Müsste man auf den Energieinhalt unter 5 m/s eben verzichten. So viel ist das auch nicht. Zumindest dort, wo der Wind wirklich weht.

Habe gestern mal die Kurve meines Furl-Systems aufgenommen. Nur Al-Blech als Windfahne, noch ohne Zusatzmassen.
Derzeit gesamt 2,4 kG, Schwerpunkt 580 mm hinter Schwenkgelenk.

 


Interessant, dass bei Schwenkbeginn (kurz vorher) die Kraft höher ist, als danach. Ursache: Überwindung der Haftreibung in den Lagern. Da ein Windrad in Betrieb immer etwas schüttelt, wird es wohl praktisch so bei 5 N los gehen.
Kurve immerhin ansteigend.
Hatte schon Sorge, dass sie nach einem anfänglichen Anstieg bei höheren Winkeln abfällt. Ist doch der Abstand der Rotor-Ebene von der Gondelachse mit 210mm wesentlich größer als die sog. Exzentrizität mit 100mm.
Das also scheint zu funktionieren.
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Laderegler MPPT

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Gepostet: 01.12.2019 - 18:29 Uhr  ·  #5
Dies zu den technischen "Daten" vom im Beitrag zuvor verlinkten Laderegler mit MPPT.

 


Schon witzig, wie solche Ramschware angepriesen wird.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 02.12.2019 - 08:05 Uhr  ·  #6
Ach sieh an, eine alte AC 120 als Basisplatform ;-)

Wegen des späten Anlaufs wäre ja ggf. eine Anlaufhilfe im Innenen Rotorkreisbereich denkbar. Sicherlich nicht sonderlich schön aber doch funktionell.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 02.12.2019 - 13:33 Uhr  ·  #7
Von der ist der Laderegler?
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 03.12.2019 - 17:30 Uhr  ·  #8
Du meinst sicher AN 120.
Ja wenn man da wenigstens noch Daten finden würde. Ganz zu schweigen von ner Software, um mit dem Laderegler zu kommunizieren. War der denn gut?

Laderegler in diesem gelben Gehäuse werden in verschiedenen Leistungsklassen angeboten.
Hier mal ein Link. Dann darunter. Ähnliche Artikel.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 04.12.2019 - 19:20 Uhr  ·  #9
dazu gibts daten satt...also zur 120er...
hab auch noch Teile davon hier liegen sowie noch eine ganze Kiste Pitchregelungen von der alten 750er...
Gutes Zeug!

Daten und windkanalversuche zu den Aerocrsftanlagen findest du azf der webseite von,Andreas Georgi. Im Grundlagenthreat letzter bzw. neuester Post ist sie verlinkt.

vg
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 04.12.2019 - 19:29 Uhr  ·  #10
Ach so, Du meinst mit Basis die Gondel. Ja, ja AC 120/240.
Mich interessiert aber inzwischen, wofür der Laderegler gewesen sein könnte, bzw. was für techn. Daten, insbes. zum Eingang.
Ob ich mir so ein Teil mal anlache, zu Weihnachten? Eher sind die eh nicht da.
Würde dann den für 1000W nehmen. Dann sinds für 12V 500W.
Gruß A.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 05.12.2019 - 17:39 Uhr  ·  #11
fragluch ob das überhaupt ein mmpt ist und wenn ja, wie das ohne hinterlegte Kurve oder Stützpunkte vernünftig funktionieren soll. Glaub ich nicht und zu dem Preis schon gar nicht...
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 06.12.2019 - 18:32 Uhr  ·  #12
Bei MPPT brauchst Du eben keine Kurve. Das ist ja das Schöne.
Bezüglich Preis, bei den Chinesen wird immer gleich geklotzt. Dann haben sie Überproduktion. Beispiel der Schweißinverter. Würde bei uns im Baumakt das Dreifache kosten.
Was bei den Ladereglern interessiert, ist eben, ab welcher Spannung das mit dem MPPT funktioniert und bis zu welcher.
Werde das mal ausprobieren. 40 EUR ist ja nicht viel. Der WindMaxx kostet das 10-fache.
Grüße, A.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 11:54 Uhr  ·  #13
Ein klassischer mpp Regler funktioniert bei einer Windanlage aber nicht. Man muss dazu wissen wie so ein Teil "rechnet". Bei Solaranlagen spielt das keine Rolle. Kenne nicht einen Mpp der bei einer Windanlage hinhaut...und ich kenne viele. Alles was funktioniert fährt ne Kennlinie ab.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 12:10 Uhr  ·  #14
Auch die hier von Schams Solar? Ich meine, kennt Du auch die? Kennt die überhaupt jemand oder aus Kostengründen bisher nicht?

Es gibt verschiedene Algorythmen der Arbeitspunkt-Optimierung. Wenn wirklich nach rechts und links auf der Kennlinie gesehen wird, und das schnell genug, spricht nichts dagegen.

Grüße, Ch.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 13:50 Uhr  ·  #15
auf welcher Kennlinie denn? Da gibts ja keine!
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 19:38 Uhr  ·  #16
Rechts und Links vom momentanen Arbeitspunkt.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 22:34 Uhr  ·  #17
https://photovoltaikbuero.de/p…lrichters/

das bitte mal lesen und vor allem im zweiten Teil des Artikels genau aufpassen und erkennen zu welchen Problemen das führt.

Ein Windrad würde ohne Kennlinienerweiterung durch die Trägheit des Rotors ständig abgewürgt werden oder den Regler verwirren da die Leistungsschwankungen sehr groß sind, in einem weiten Bereich stattfinden und sehr schnell auftreten.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 22:45 Uhr  ·  #18
Das lese ich nicht und da streite ich mich auch garnicht rum, da es sich vermutlich um das Verhalten von ursprünglicher Solar-MPPT handelt.
Wenn die jedesmal von Leerlauf bis Kurzschluss alles durchfährt, ist sie gewiss ungeeignet.
Es gibt andere MPPT, die ist auch für WEA schnell genug.
Wenn Zweifel, dann bitte Schams-Solar bezüglich WindMaxx kontaktieren! Zur Vollständigkeit noch: Ich habe keinerlei "Aktien" an den Produkten.
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 07.12.2019 - 23:45 Uhr  ·  #19
Das MPP Tracking funktioniert indem, der aktuelle Arbeitspunkt (Spannung / Strom) leight variiert wird.
Z.b. etwas weniger Strom entnommen. Dieser Strom wird mit der sich einstellenden Spannung multipliziert
und mit dem alten Arbeitspunkt verglichen.

Wenn es besser war, gut und beim nächsten mal wird wieder weniger Strom entnommen.
Wenn es schlechter war, auch gut und beim nächsten mal wird mehr Strom entnommen,
die Regelrichtung ändert sich.

Das klappt hervorragend bei PV und überhaupt gar nicht beim Windrad.
Grund ist die Massenträgheit des Rotor. Mit dem selbem Algorithmus immer weiter abgewürgt.
Vielleicht hat der Regler ein Limit und erhöht irgendwann den Strom nicht und es läuft dann doch irgendwie.

'Irgendwie' ist aber kein 'MPPT'

Grüße
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Re: Windradversuch mit Black-600 Blättern und Nabenmotor vom E-Bike

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Gepostet: 08.12.2019 - 01:05 Uhr  ·  #20
Zitat geschrieben von Che

Das lese ich nicht und da streite ich mich auch garnicht rum, da es sich vermutlich um das Verhalten von ursprünglicher Solar-MPPT handelt.
Wenn die jedesmal von Leerlauf bis Kurzschluss alles durchfährt, ist sie gewiss ungeeignet.
Es gibt andere MPPT, die ist auch für WEA schnell genug.
Wenn Zweifel, dann bitte Schams-Solar bezüglich WindMaxx kontaktieren! Zur Vollständigkeit noch: Ich habe keinerlei "Aktien" an den Produkten.


Mag ja sein dass Scharms Ingenieure da was entwickelt haben das es so noch nicht gegeben hat...Ich kann es mir schlecht vorstellen, wills aber auch nicht abstreiten. Wenns denn klappt sind die 600€ für die 600 Watt Variante mir dann aber doch wieder zu teuer bzw. gibts für weniger Kohle bewährte Technik mit fast zehnfacher Nennleistungürs in Form eines Midnite Classic 150 oder 200.

https://www.amazon.com/MidNite…B007PHMSN8

Der packt 5 KW. Er ist kennliniengeführt und regekt zwischen den Punkten mit Mpp. Er ist zudem lernfähig und adaptiert die Kennline im Laufe der Zeit so dass leztlich eine fast perfekte Anpassung an Windrad und Location gegeben sind - kann leistungssprünge von null auf vollast in sekundenbruchteilen bearbeiten und darauf reagieren. Mittlerweile wurde auch sehr viel Entwicklungsarbeit für "Freaks" geleistet. So kann man einen Windmesser anschließen und damit eine Schnelllaufzahlüberwachung durchführen, Rotorwirkungsgrad ermitteln und die Lastkurve verbessern etc. Die Liste ist lang. Solar und Wasserkraft kann er übrigens auch und er ist auch netzwerkfähig und online überwachbar,kann loggen etc...
kannst ja mal auf deren Webseite recherchieren, das lohnt sich.
Super Geile Kiste mit fünf Jahren Garantie und tausendfach erprobt.
Und da es ja wichtig scheint das zu erwähnen: auch ich habe keinerlei Aktien an den Produkten (dafür aber Erfahrung mit dem Gerät).

Was man allerdings nun von der von dir verlinkten Ebaykiste für 35€ erwarten können soll nur weil da Windinverter drauf steht ist mehr als fraglich. Wenns einfach nur irgendwie drehen soll....okay....aber wenn auch Effizienz und vor allem Betriebssicherheit Aspekte sind, dann kann ich nur raten davon die Finger zu lassen.
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