Hallo Forum,
vor einiger Zeit hatte ich Euch bereits meine selbst in die Praxis umgesetzte und bisher bestens bewährte Konstruktion einer manuellen Sturmsicherung zum Nachbauen bzw. als Ideengeber für den eigenen Kleinwindrad-Bau vorgestellt.
Beim Lesen hier im Forum sind mir immer wieder Fragen zu den diversen Methoden der Sturmsicherung aufgefallen. Heute möchte ich meine Meinung zu den unterschiedlichen Ansätzen zusammenfassen. Diese erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und soll auch nicht zu sehr ins Detail gehen.
Warum eine Sturmsicherung wichtig ist, zeigt schon die Tatsache, dass die Windenergie in dritter Potenz zur Windgeschwindigkeit steigt (siehe z. B. Leistung einer Windkraftanlage). Wichtig ist, eine mechanische Überlastung der Anlage zu verhindern.
Bei einem vorab angekündigten Sturm legt man die Anlage vorab an die Feststellbremse, damit der Wind die Anlage gar nicht erst in die Überlastung bringen kann. Dazu muss man aber in der Regel vor Ort sein, und die Anlage produziert bis zum Lösen der Bremse keinen Strom. Große, kommerzielle Windkraftanlagen fahren hier die Rotorblätter geregelt in Segelstellung und bringen es so zum Stillstand.
Aber es muss nicht immer ein angekündigter Sturm sein. Es reichen auch starke Böen, die große Belastungen auf ein Windrad wirken können. Und genau das ist der Fokus, auf den ich hier abzielen möchte.
Neben der mechanischen Blockade der Achsrotation (Feststellbremse) sehe ich zwei Möglichkeiten, die auf die Windkraftanlage wirkende Leistung zu verringern:
Wie eingangs erwähnt, habe ich mit meinem eigenen Windrad eine automatische mechanische Rotorblattwinkelverstellung in die Praxis umgesetzt. Meine Beobachtungen zeigen, dass die Regelung die Kräfte im Rotor und damit die Drehzahl zuverlässig begrenzt. Die Anlage ist inzwischen so eingestellt, dass im Moment der Windgeschwindigkeitsveränderung der Rotorblattwinkel verstellt und somit die Drehzahl angepasst werden.
Bitte beachtet, dass diese Info vor allem Anfängern dienen soll. Den Experten dieses Forums ist das alles nicht neu.
Ich wünsche allen Forumsteilnehmern für 2023 alles Gute und viel Erfolg beim Basteln, Konstruieren und Ausprobieren.
Viele Grüße aus SH
Claudius F
vor einiger Zeit hatte ich Euch bereits meine selbst in die Praxis umgesetzte und bisher bestens bewährte Konstruktion einer manuellen Sturmsicherung zum Nachbauen bzw. als Ideengeber für den eigenen Kleinwindrad-Bau vorgestellt.
Beim Lesen hier im Forum sind mir immer wieder Fragen zu den diversen Methoden der Sturmsicherung aufgefallen. Heute möchte ich meine Meinung zu den unterschiedlichen Ansätzen zusammenfassen. Diese erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und soll auch nicht zu sehr ins Detail gehen.
Warum eine Sturmsicherung wichtig ist, zeigt schon die Tatsache, dass die Windenergie in dritter Potenz zur Windgeschwindigkeit steigt (siehe z. B. Leistung einer Windkraftanlage). Wichtig ist, eine mechanische Überlastung der Anlage zu verhindern.
Bei einem vorab angekündigten Sturm legt man die Anlage vorab an die Feststellbremse, damit der Wind die Anlage gar nicht erst in die Überlastung bringen kann. Dazu muss man aber in der Regel vor Ort sein, und die Anlage produziert bis zum Lösen der Bremse keinen Strom. Große, kommerzielle Windkraftanlagen fahren hier die Rotorblätter geregelt in Segelstellung und bringen es so zum Stillstand.
Aber es muss nicht immer ein angekündigter Sturm sein. Es reichen auch starke Böen, die große Belastungen auf ein Windrad wirken können. Und genau das ist der Fokus, auf den ich hier abzielen möchte.
Neben der mechanischen Blockade der Achsrotation (Feststellbremse) sehe ich zwei Möglichkeiten, die auf die Windkraftanlage wirkende Leistung zu verringern:
- Belastung des Generators durch
- Kurzschluss
- aufschaltbare Widerstände
Problem: Bei Ausfall des Generators ist ein Überdrehzahlschutz nicht mehr vorhanden. Die Rotorblätter können nahezu ungebremst drehen.
- Kurzschluss
- Begrenzung der Leistungsaufnahme im Rotor mittels
- Heli-Regelung
- Furling-Regelung
- Blattwinkelverstellung
Bei Heli- und Furling-Regelung (siehe Beitrag von Che) wird im Moment der größten Kreiselkräfte die Achslage des Rotors verstellt, was zu sehr hoher Belastung der Anlage führt. Einige von uns haben berichtet von Problemen mit- Winddruck auf Rotor
- Größe und Gewicht der Seitenfahne
- Achsstellung der Seitenfahne
- Dämpfungseinrichtung
Die Methode der Blattwinkelverstellung lässt den Rotor im Wind stehen, sodass keine durch eine Veränderung der Achslage bedingten Kreiselkräfte auftreten. Die Veränderung des Rotorblattwinkels bewirkt einen aerodynamisch ungünstigeren Anstellwinkel und damit weniger Energieaufnahme. Den genannten Vorteilen steht allerdings ein höherer mechanischer Aufwand der Realisierung gegenüber. - Heli-Regelung
Wie eingangs erwähnt, habe ich mit meinem eigenen Windrad eine automatische mechanische Rotorblattwinkelverstellung in die Praxis umgesetzt. Meine Beobachtungen zeigen, dass die Regelung die Kräfte im Rotor und damit die Drehzahl zuverlässig begrenzt. Die Anlage ist inzwischen so eingestellt, dass im Moment der Windgeschwindigkeitsveränderung der Rotorblattwinkel verstellt und somit die Drehzahl angepasst werden.
Bitte beachtet, dass diese Info vor allem Anfängern dienen soll. Den Experten dieses Forums ist das alles nicht neu.
Ich wünsche allen Forumsteilnehmern für 2023 alles Gute und viel Erfolg beim Basteln, Konstruieren und Ausprobieren.
Viele Grüße aus SH
Claudius F
