Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

 
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Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 12:36 Uhr  ·  #1
 
Guten Tag Liebe Windfreunde,

ich bin hier neu und möchte auch Hobby massig etwas an einer kleinen Insel Anlage / lade Station für einen Elektroroller basteln.

Ich habe bereits eine 300W Vertikalturbine und einen Controller sowie 10 stück Bleisäurebatterien.
Bin zwar Ingenieur im Analgenbau aber leider in einem anderen Fachgebiet. Die Grundlagen der Elektrotechnik sind mir bekannt leider aber nicht mehr.
Mein Ziel ist auf meinem Flachdach 4 bis 8 kleine Vertikalanlagen je 300W aufzustellen und damit einen Batterieblock aus Bleiakkus 12v zu laden.

Mir ist klar dass ich die Generatoren nicht alle an einen Controller anschließen kann und deswegen würde ich zu passender Anzahl je Generator einen Chinacontroller einbauen. Die Ausgänge dann bündeln und an den Batterieblock klemmen.
Ich kenne leider nicht die Wechselwirkungen der Controller wenn die am Ausgang zusammen verklemmt werden. Mich interessier ob jemand schon solche Erfahrungen gemacht hat und ob ihr das als Fachleute für realistisch und praktikabel bewertet? Muss ich mit irgendwelchen Schutzgeräten arbeiten? BMS scheint es für Blei Akkus nicht zu geben.

4 bis 8 kleine Anlagen damit es nicht zu laut wird und wegen der niedrigen Höhe nicht so auffällt in der Nachbarschaft.

Ich versuche euch mal ein Schema anzuhängen


Danke vorab.

So sieht die eine Anlage aus die ich bereits habe. Nur mit einem kürzeren Mast.

 
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 15:16 Uhr  ·  #2
Zunächst mal: WKA augenscheinlich erbärmlich! Von widerstandsarmer Bauweise scheinen die noch nie was gehört zu haben.
Auch keine 300W Anlage! Selbst wenn Du mit 0,85² = 0,72 m² etwas mehr als 0,61 m² hast, so kannst Du Dich bezüglich Erwartungswerten am Anhang orientieren. Also bei den früher üblichen 11 m/s Referenz höchstens ne 100W-Anlage.
In wieweit Geschwindigkeiten darüber relevant sind, dazu folgendes Bild.

 

2 gute Standorte mit Jahresmittelwind 5,4 m/s und ein mittlerer (Berlin) mit 4,1 m/s

Und schon ergibt sich die Frage, welchen Jahresmittelwind Du am Standort hast.
Wäre zu ermitteln mit dem Globalwindatlas, s. Beschreibung im Anhang.
Solltest mehr als 4 m/s haben. Besser mehr als 4,5. Bei 4 m/s sinkt der Jahresertrag vom Anhang von ca. 108 kWh auf nur 68.

Bezüglich Flachdachmontage Folgendes beachten! Abb. 22 in http://www.geopolos.de/Entwick…c528057653

Sollte das bis hierher positiv aussehen, kannst Du mit dem Windrad immer noch in die "chinesiche Spannungsfalle" tappen.
Dass also die Nennspannung für z.B. 11 m/s angegeben ist und nicht für Ladebeginn.
Dann kannst Du nur hoffen, dass der zugehörige Laderegler das mit einem Booster leidlich ausbügelt.

Also erst mal das eine Windrad austesten, bevor Du Dich in weitere Kosten stürzt!

Das mit der Parallelschaltung am Gleichstromausgang könnte gehen.

Das mit " entladen hier, laden hier" habe ich nicht verstanden.
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Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 15:35 Uhr  ·  #3
Wenn man an jeden Ladekontroller eine Sperrdiode in einen Pol der Leitung (Plus oder Minus) zwischenschaltet verbraucht zwar die Diode etwas von dem Strom der in die Batterie soll, aber untereinander haben die Controller dann ganz sicher keine Wechselwirkungen.

Auf einem ganz anderen Blatt steht die Leistung der Windräder da auf den Fotos. 300 W ist (vielleicht) die Nennleistung des Generators, aber selbst wenn dem so sein sollte, dieser Windradtyp ist nicht bekannt für einen hohen Wirkungsgrad.

Jedenfalls ist die vom Rotor abgeerntete Fläche frontal zur Windrichtung kleiner als 1 m2.

Mit 1 m2 kann man, vorausgesetzt man hat ein Vertikal Windrad mit einem guten Durchschnittswirkungsgrad mit einer durchschnittlichen Schwachwind - Windgeschwindigkeit wie sie bei 80% aller Stellplätze in Deutschland üblich ist, also bei 3 m/sec Wind in Bodennähe gerade einmal 3 W abernten, bei 5 m/s Wind dann schon 11 W.

Das würde sich, wenn der Wind tätsächlich 24 Std durchgehend so bläst auf 72 bzw. 264 W summieren, mit einem 200 W Solarmodul, einem passenden Ladekontroller dfafür und Deinen Akkus wärest Du da besser und kostengünstiger bedient.

300 W Leistung erreichen solche Windräder praktisch nie, vielleicht im Orkan!
Che
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 17:18 Uhr  ·  #4
Sperrdioden werden vermutlich garnicht notwendig sein.
Verhindern zudem, dass die LR die Spannung des Akkus erkennen.

Das mit dem durchschnittlichen Ertrag in 24h errechnet sich anders.
Nämlich Jahresertrag bei x,y m/s Mittelwind / 365 Tage.
Bei 4,5 m/s Mittelwind also etwa 108 kWh/a / 365 d/a = 0,3kWh/d ...(sogar maßeinheitlich richtig)
Bei 4 m/s aber nur 0,19 kWh/d.

300W im Orkan nicht erst. Entsprechend meinen Erwartungswerten
(kann man ja mal benutzen!) etwa bei 16 m/s.
Aber ich habe Zweifel, das diese Spielzeugbauweise das überhaupt schafft.

Der Verweis auf PV ist richtig.
Levcuso
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 17:56 Uhr  ·  #5
Hallo, die laderegler haben kein Problem damit. die sehen nur die system Spannung.
Diesen windrad Typ habe ich auch..... allerdings mit 5 Flügeln und als 24v mit 300w. mittlerweile hängt da nur ein LED fahrradscheinwerfer dran, der dann gelegentlich mal leuchtet....
maximal konnte ich mal 12v messen, ohne Last. ich hoffe dein windrad schafft wenigstens deine system Spannung zu erreichen.
sieht aber nett aus wenn sich immer etwas dreht.
Gruß von der Ostsee
Jörg
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 20:56 Uhr  ·  #6
Also auch in die "chinesische Spannungsfalle" getappt.
wieso
 
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 24.05.2022 - 21:11 Uhr  ·  #7
Hallo , wieso nicht alle Windgeneratoren direkt an die Batterie und dann nur einen geigneten Laderegler - als Dump load controller/ diversion load controller , da kann man auch gleich ein PV Modul mit anschliessen und das alles mit einem Laderegler (in geeigneter grösse natürlich)

https://www.infinigi.com/morni…p-842.html

Warum 12 Volt Idee eigentlich ? <Je höher die Batteriespannung umso weniger Technik unjd Kabel braucht man

Gruss Lars
Levcuso
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 25.05.2022 - 04:54 Uhr  ·  #8
bei den windräder müsste man eventuell an 6v system Spannung denken...
Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 25.05.2022 - 06:52 Uhr  ·  #9
Bei der geringen Energie die solche Windräder erzeugen würde ich gar keine Ladekontroller veranschlagen.

Wenn die Akkus in einem E-Roller täglich zum Einsatz kommen reicht wahrscheinlich der Windstrom dafür gar nicht. Der hinter dem Windrad gleichgerichtete Strom (einfacher 3 Phasen Gleichrichter) kann dann direkt in den Akku.

Evtl muß die Spannung für den Akku angehoben werden mit Step up Wandler, wenn da nur 6 V aus den Windrädern rauskommen, das ist ja auch keine große Kostenfrage bei Preisen dafür weit unter 20 Euro.

Dann würde ich in einen 6V Akku als Puffer direkt einspeisen und dahinter mit Step Up in den 12 V Akku laden.

Falls der Roller dann doch längere Zeit steht wäre es möglich mit einer ZENER Diode (kosten Pfennige, einen Mini Bruchteil von Ladekontrollern) zu steuern das überschüssiger Strom bei zu hoher Akkuspannung die nur vielleicht bei längeren Starkwindperioden anfallen könnte in einen Verbraucher geht der das dann verbrät.

Jedenfalls wenn die Kapazität des vorhandenen Akkus zu klein sein sollte kann man bei Bedarf ja da noch aufstocken. Jedenfalls ist da höhere AH besser als zu wenig.

So habe ich ganzjährig auf GC (ohne Netzanschluss ans Öffentliche) mit 400 W Solarstrom und einem 12 V 400 Ah Hoppeke Bleiakku 5 Jahre lang meine Beleuchtung, PC und elektrische Werkzeuge betrieben, ohne Ladekontroller, der Batteriewächter war auch nicht nötig weil mein 1500 W Wechselrichter für die 220V alle Verbraucher abgeschaltet hätte wenn mal der Akku zu leer gesaugt wäre. War er nie!

Es geht also auch ohne großen Aufwand wenn Erzeuger, Speicher und Verbrauch in etwa übereinstimmen. Ich hatte damals zwar einen Laderegler aber mir war das als Laie damals zu nervig die Parameter einzustellen - geht doch!

Ich vermute, das auch 3 solcher Windräder bei Normal Schwachwind gerade mal die Ladeerhaltung des Akku schaffen und dass erst bei stärkeren Windperioden energie "gratis" Ausflüge mit dem E-Roller möglich werden.
wieso
 
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 25.05.2022 - 07:15 Uhr  ·  #10
Zitat geschrieben von Levcuso

bei den windräder müsste man eventuell an 6v system Spannung denken...


Das mag schon sein , nur es geht hier um Batterie-Pflege von 10 x 12 Volt Batterien , da muss man sich schon eine (wenns schon Windturbine sein muss :D ) Lösung überlegen wie die richtig geladen werden ...

Jedoch ist es mir nicht ersichtlich ob es 10X 20 Ah @ 12 Volt sind also dann 200 Ah Kapazität? ..... also doch recht mickrig um dann einen E-Roller zu laden , der dann wohl eher via Wechselstrom geladen wird , aber keine Ahnung , muss der Fragesteller wohl etwas mehr dazu sagen . Was das Ladeteil des Rollers, dann braucht und wieviel Ah desen Batterie hat .

Als Puffer Batterie würde dies schon gehen , wenn gleichzeitig geladen wird via PV und Wind , während der Roller geladen wird , jedoch ohne Batteriepflege und minimalisierung der Ladetiefen und daus follgenden Lade Zycklen der Systhem-Batterie , wir diese wohl recht schnell zum Entsorger gehen .....
Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 25.05.2022 - 08:06 Uhr  ·  #11
"jedoch ohne Batteriepflege und minimalisierung der Ladetiefen und daus follgenden Lade Zycklen der Systhem-Batterie , wir diese wohl recht schnell zum Entsorger gehen ....."

Ohne Batteriepflege geht es natürlich nur dann wenn Verbrauch und Ladung des Akkus gut auf einander abgestimmt sind. Mein Akku zeigte nach 5 Jahren ohne Laderegler damals keine Schwächen.

Er erreichte praktisch täglich seine Vollladung bis um die 14 V ohne dabei zu sehr ins "Kochen" zu kommen und hatte nach dem abendlichen Verbrauch am nächsten Tag genug Platz fürs neue Hochladen. Das geht aber nur wenn täglicher Verbrauch und Ladehöhe durch Solar im Gleichgewicht zueinander stabil sind.

Wasser nachfüllen war da die einzige Akkupflege. Aber Du hast ja recht, meistens braucht man etwas mehr Pflege um Freude am Akku zu behalten. Bei mir konnte man sich damals auf die Sonne verlassen, Canarische Inseln.

Wenn das oder die Windräder so wenig liefern wie bekanntlich ja diese China "Spielzeuge" kann man sowieso die meiste Zeit froh sein wenn sie überhaupt auch nur die Ladeerhaltung des Akkus schaffen, Laden für Verbrauch wird da wohl nicht viel sein. Da kann man sich doch schon Gedanken darüber machen ob und wie vielleicht die weiteren Kosten zu begrenzen sind.
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 00:38 Uhr  ·  #12
Zitat
Mein Akku zeigte nach 5 Jahren ohne Laderegler damals keine Schwächen.


Mein wester Gel Akku fuer 2600 Euro hat ca 18 Monate gehalten
Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 07:32 Uhr  ·  #13
Lars, die Gel Akkus vertragen wirklich kein Überladen. So teuer wie bei Deinem Wester Gel wurde das bei mir zum Glück nie, aber es schmerzt auch bei kleineren.

Du bist doch eigentlich eher der Fan für Blei Säure, möglichst mit Panzerplatten. Sowas hatte bei mir da 5 Jahre ohne Regelung mit Ladekontroller gestanden, ein Hoppeke 12 V 400 Ah Solarspeicher. Natürlich immer händisch überwacht und Batteriewasser nachgefüllt!
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Gepostet: 26.05.2022 - 07:43 Uhr  ·  #14
Carl , das weiss ich doch , das Gel Batterien keine Überladung vertragen , die sind mir halt als Greenhorn damals , als Super Solar Akku verkauft worden , viel zu klein füer meine Insel , und im nachhinein nur für ca 500 cyclen gut , wenn dann eine der Batterien schwächeltim im parallel Verbund , dann hat das schwerwiegende Auswirkung auf die gesamte Batterie-Bank .

Das ist bei in Reihe verbundenen 2 Volt Batterie Zellen die auch eine Ausgleichsladung vertragen , nicht der Fall
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 11:02 Uhr  ·  #15
Hallo MRR,

ja, das Konzept geht grundsätzlich so, wie von dir skizziert.
Wie Carl schon erwähnt hat, kann/sollte man auf Ladecontroller verzichten und durch Brückengleichrichter ersetzen,
wenn man Wasser bei den Blei Akkus nachfüllen kann. So bleibt das Windrad immer unter Last und es wird maximal geladen.
@Che
Man kann beim Akku die Kabelführung zum Laden gegenüber der Kabelführung zum Entladen machen.
Das hat technisch leichte Vorteile, vielleicht. Muss man aber nicht so machen und ist auch nicht soo wichtig.

Ob die Windräder dann auf Ladespannung kommen, bleibt zu hoffen.
Ob dann auch brauchbare Ladeleistung generiert wird? Lieber das alles erst einmal mit einem Windrad probieren
und unbedingt PV dazu, alleine schon wegen der Akku Pflege und eine andere Not Lademöglichkeit,
sonst sind die Akku schneller platt als einem lieb ist.

Grüße
Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 17:29 Uhr  ·  #16
Zitat: "Ob die Windräder dann auf Ladespannung kommen, bleibt zu hoffen."

Da schon die Rede davon war dass so ein Windrad bei mäßigem Wind nur auf um die 6 V Spannung kommt ließe sich vielleicht diese in einen 6 V Akku als Puffer laden und hinter diesem mit einem Step Up in die 12 V Akkubank.

Kann schon sein dass es auch ohne 6 V Pufferakku nur mit Step Up geht, ich hab sowas noch nie gemacht.

Die Spannung aus dem Windrad wechselt ja ständig, ob damit der Step Up klar käme weiß ich nicht. An einen Akku als Spannungsquelle angeschlossen kann man jedenfalls einstellen wie hoch genau die Ausgangsspannung dann gewünscht ist.

Nur so als Beispiel:
https://www.ebay.de/itm/263546…Sw73Nap0rP
wieso
 
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 21:08 Uhr  ·  #17
wie gesagt , wernn ein PV Modul und guter Laderegler mit im Spiel ist und sein sollte aus vielen Gründen , dann würde ich komplett die Windidee vergessen erstmal , wichtig ist das "Ladefenster" der Batterie bedient wird , das ist halt bei einer 12 Volt Batterie sehr schmal , da was passendes zu finden ---
wieso
 
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 21:26 Uhr  ·  #18
Zitat geschrieben von Che

Also auch in die "chinesische Spannungsfalle" getappt.


Nee , wohl eher in deutsche Missinformation
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 26.05.2022 - 22:34 Uhr  ·  #19
Zitat geschrieben von wieso
wie gesagt , wernn ein PV Modul und guter Laderegler mit im Spiel ist und sein sollte aus vielen Gründen , dann würde ich komplett die Windidee vergessen erstmal , wichtig ist das "Ladefenster" der Batterie bedient wird , das ist halt bei einer 12 Volt Batterie sehr schmal , da was passendes zu finden ---
Nun, ich habe heute eine neue Konfiguration getestet und da haben bei einem Wind zwischen 3 und 4,2 m/s meine Windräder immerhin 14 bis 15 Volt Spannung angezeigt.

Konfiguration:
2 Windräder jedes auf einem Einfachladeregler (ist kein reiner Gleichrichter, aber ein eingeschweißter 12V Lade Control Regler ohne Anzeige oder LED's) und diese beiden LR paarallel, direkt an den Wechselrichter angeschlossen.
Als ich die Windräder direkt an den WR angeschlossen hatte, hat dieser sofort 10 Watt mehr abgegeben. Und mir kommt vor, dass sich die zwei Windräder etwas schneller gedreht haben als sonst. Zwar nicht viel, aber immerhin ein Fortschritt.

Was in mir die Vermutung wachsen lässt, dass sehr wohl die Batterie der bremsende Faktor ist. Dort ist nach wie vor der dritte aufwändige LR inklusiver einer 1/2 m² PV-Anlage angeschlossen, der wieder über eine BMS-Schaltung am WR angeschlossen ist.
Carl
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Re: Mehrere Vertikale Anlagen zusammenschalten.

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Gepostet: 27.05.2022 - 07:09 Uhr  ·  #20
Die beiden Einfachladeregler dürften eigentlich erkennen sobald der Akku voll ist und dort dann nicht mehr laden.

Wie sieht dass dann aus wenn bei stärkerem Wind die Spannung steigt und das ohne Akku in den Wechselrichter direkt geht? Hat der einen Überspannungsschutz auf der Eingangsseite?

Oder ist das ein On Grid Wind-Wechselrichter mit hoher Eingangsbereich?
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