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

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: Forum/cf3/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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Rechts und Links vom momentanen Arbeitspunkt.

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.