Hallo,

mein Name ist Wolfgang, ich bin Lehrer (jaja, ich weiß...) und seit kurzem damit betraut in unserer Schule einen Rutland WG 913 (12V) als Demonstrationsobjekt aufzustellen. Leider bin ich, was WKA betrifft ein völliger Neuling.

Jetzt stehe ich vor der Frage, wie ich die äußere Beschaltung möglichst einfach, kostengünstig und wartungsarm gestalte. Vorschweben würde mir Folgendes: die Energie, die das Windrad liefert möglichst direkt für irgendetwas mehr oder weniger sinnvolles benutzen. Will heißen: ohne Laderegler (Kosten), keine Batterie aufladen (Kosten und Sicherheit auf dem Schulgelände und Wartung), sondern vielleicht nur eine Messgeräteanzeige der momentan erbrachten Leistung (oder Stromstärke bei anliegender Spannung, dann haben die Schüler gleich auch noch etwas zu rechnen) oder die Energie einfach auch nur an einem Widerstand verbraten (man kann ja im Laufe der Zeit noch etwas sinnvolleres dranbasteln, evtl. einen Springbrunnen im Schulgarten betreiben oder irgendetwas in dieser Art).

Was mir ein wenig Kopfzerbrechen macht ist das Handbuch der WKA. Darin steht an zwei (!) Stellen, dass man den Leerlauf des Generators auf alle Fälle vermeiden muss, da sonst der Generator Schaden nimmt. Stimmt das so und heißt das, dass ich auf jeden Fall einen Verbraucher zwischen schalten muss, ich also nicht nur die anliegende Spannung messen kann ohne den Generator zu zerstören? (Eine Anfrage beim Hersteller hat mir leider keine Antworten gebracht.)

Für diesen Fall hab ich mir überlegt mit der gelieferten Energie einen Kondensator (also eine kleine Minibatterie) über einen Vorwiderstand zu laden. Den Kondensator könnte man dann ja auch wieder durch einen Leech-Widerstand während Windstille entladen. Würde das so klappen und wie müssten die Bauteile dann Eurer Meinung nach dimensioniert sein?

Oder seht ihr einen anderen Weg aus meinem Dilemma?

Viele Grüße und in bester Hoffnung auf ein gutes Ende dieses Projekts,

Wolfgang

Ja, das stimmt definitiv. Ohne Last besteht die Gefahr, dass das Windrad zu schnell dreht und sich durch die entstehenden Zentrifugalkräfte selbst zerlegt. Grundsätzlich reichen z.B. Wasserkocher mit ausreichender Leistung im gefüllten Eimer zunächst mal aus. Da kann man dann gleich Temperatur messen und aus der Differenz berechnen, wieviel Energie im Wasser umgesetzt wurde.


Warum dann nicht gleich einen Bleiakku?

Wasserkocher?

Wir reden hier über ein WIndrad mit (ich meine es waren...) 80 cm Durchmesser!
Da sollt einem doch etwas besseres eifallen...vor allem da es dann ja auch einer Leistungssteuerung bedarf, sonst ist das für so ein kleines WIndrad wie ein direkter Lurzschluss.

Nett zur Verdeutlichung fände ich beispielsweise ein kleines Panel mit Glühlämpchen oder Led's. Je nach Höhe der vom generator abgegebenen Spannung könnte man mehr Led-strahler zuschalten lassen. Für Kinder ist so am einfachsten begreifbar und vergleichbar wieviel Leistung gerade produziert wird denn jeder hat ein Gefühl dafür, wie viel Kraft es kostet das Glühbirnchen am Fahrrad mit dem Dynamo zum leuchten zu bringen. So könnte man schön vderdeutlichen was der Wind kann

Gruß
max

Oder man baut ein "Pumpspeicherkraftwerk" aus ner alten Badewanne.

Hallo,

zunächst mal danke für die schnellen Antworten. Ich versuche jetzt mal allen zu antworten um die Ergebnisse zu bündeln.

Jetzt ist mir klar, warum der Leerlauf zu verhindern ist. Und ich hab mir da bezüglich elektrischer Gründe den Kopf zerbrochen...

Ja, 80 cm Durchmesser stimmt. Bleiakku ist halt wieder so eine Sache mit der Schwefelsäure und rumlaufenden Schülern. Liegt der Vorteil des Bleiakkus wohl in der Möglichkeit auf den Laderegler zu verzichten? Oder wären Gelakkus hier eine Alternative?

Laut Herstellerangaben macht das Windrad im Sturm 250 W. Nachteil Wasserkocher und Kurzschluss leuchtet mir ein. An so ein LED Panel hab ich auch schon gedacht. Aber für LEDs brauch ich doch nahezu keine Leistung. Wie schütze ich denn da das Windrad, also verbrate die gelieferte Energie um das Windrad vor dem Leerlauf zu bewahren? Hast Du hierfür eine Schaltungsidee, Max?

Pumpspeicherwerk ist an sich eine gute Idee. Allerdings muss dann ständig jemand den Wasserstand überprüfen (Verdunstung, Schüler planschen...). Aber vielleicht findet sich hier auch eine Lösung in dieser Richtung.

Vielen Dank schonmal für die hoffentlich weitergehende Diskussion,

Wolfgang

Gelakkus brauchen unbedingt einen Überspannungsschutz. Den bekommst du aber sogar mit den Steckbauteilen aus dem Physiklabor zusammengebastelt. Die Diskussion zu einem einfachen Laderegler (Überspannungsschutz) findest du hier: Forum/cf3/topic.php?t=3169&hig…utz&page=2
Prinzipiell gilt das auch für Säurebleiakkus, die sind aber weniger empfindlich.

Alternativ kannst du sehr(!) regelmäßig (je nach Wind bis zu mehrmals täglich) die Spannung manuell kontrollieren und bei Überspannung einen Lastwiderstand zuschalten.

Hallo erstmal....

Ich betreibe selbst eine kleine WG913 auf unserem Bürodach.


Das Höchste was ich jemals gemessen habe lag so um die 40 Watt. Damals wurde die Anlage angegeben mit 60 Watt Nennleistung. Von einer Angabe mit 250Watt bei Sturm habe ich noch nier gelesen (aber das heißt ja nichts).

Auch läuft die Anlage oft bei mir im Leerlauf. Als Sechs-Blatt-Rotor ist das mit den Fliehkräften nicht ganz so tragisch, da die Drehzahlen auch im Leerlauf nicht soooo hoch werden. Besser ist es allerdings die Anlage nicht im Leerlauf hochtouren zu lassen.


Was die Beschaltung betrifft:
2x 12 Volt 12Ah Bleigelakkus (die Schwarzen kleinen Klötze zB. von Panasonic) sind völlig ausreichend. Kleinen Mini-Laderegler dran mit Tiefentladeschutz (+- 30€). Als Verbraucher würde ich empfehlen schlicht ein paar LEDs für einen Schaukasten als Beleuchtung zu nutzen (" Dieser Schaukasten wird mittels Windkraft beleuchtet"). Die Batterien können im Schaukasten deponiert werden.

Gruß Uwe

prima Idee

Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Kreativität. Ich glaube, so langsam bekomme ich das Licht am Ende des Tunnels zu sehen. Ich habe gestern mit meinen Schülern ein tiefes Loch gegraben und heute den Mast der WKA dort versenkt und einbetoniert. Also grobmechanisch wird es

Jetzt zur Elektronik.Die Funktionsweise des einfachen Ladereglers von XXLRay habe ich, so glaube ich zumindest, begriffen und bin auch in der Lage ihn nachzubauen. Allerdings weiß ich noch nicht, wie ich den Dumpload realisieren soll. Ich geb Euch jetzt mal meine Gedanken dazu preis und bitte um eventuelle Korrektur. Der Laderegler sorgt dafür, dass bei Erreichen der vollen Akkuladung der Akku vom Generator getrennt wird und die (der?) Dumpload die Energie des Windrades in Wärme umwandelt, wodurch das Windrad am Leerlauf gehindert wird. Angegeben ist der Generator mit 70W - das stimmt, Uwe - wenn ich allerdings ins Datenblatt schaue, dann macht der Rutland maximal 18A Ladestrom in eine 12V Batterie bei entsprechendem Wind / Sturm. Ich bin Dir aber dankbar für die Angabe 40W, Uwe, so habe ich einen (beruhigerenden) Anhaltswert aus der Praxis. Also rechnen wir mal mit der Herstellerangabe 70W, um auf der sicheren Seite zu sein. 70W bei 12V macht eine Stromstärke von rund 6A. Die sollte ich dem Generator doch auch erlauben dürfen, oder? Wie gesagt, ich reime mir das als WKA-Anfänger jetzt so zusammen und bitte um Erleuchtung. Also: 6A bei 12V macht einen Dumploadwiderstand von 2Ohm. In der Physiksammlung haben wir einen belastungsfähigen 10Ohm Schiebewiderstand, den könnte ich als Provisorium ausleihen, ehe ich etwas vernünftigeres mit der Windenergie anfange, s.u. (mein Chef hat so eine gewisse Erwartungshaltung an den Tag gelegt, ob denn das Windrad heute schon liefe, also muss es sich zunächst einfach mal drehen ohne Schaden zu nehmen ). Jetzt mal ganz ketzerisch gefragt: für den Anfang steht doch nichts dagegen, nur die/den Dumpload von 2Ohm hinzuhängen und so zu tun als ob die Batterien halt voll wären, oder? Was passiert denn, wenn ich den Widerstand zu groß wähle? Extremfall unendlich: Windrad wird schlecht abgebremst, Leerlauf? Und bei zu klein? Kurzschluss, Generatorspulen brennen durch?

Jetzt zur sinnvolleren Verwendung der Windenergie. Da habe ich inzwischen gelernt und eingesehen, dass eine Batterie eine äußerst sinnvolle Anschaffung ist Das bedeutet aber, dass ich einen Laderegler und Batterien kaufen muss/darf - so ich ein Budget dafür bekomme. Da ich überhaupt keine Vorerfahrungen mit Akkus und dergleichen habe: meinstest Du Die Panasonic LC-RA1212PG1, Uwe? Und ist da ein Preis von 75EUR für das Paar in Ordnung? Oder geht das deutlich billiger? Dann zum Laderegler: Ich habe jetzt einige Internetrecherche hinter mir und mir schwirrt der Kopf von all den Anbietern, Typen und Kennwerten. Hast Du ein Beispiel für einen passenden Laderegler mit Tiefentladungsschutz um die 30 Euro? Die ganzen Solarregler funktionieren doch nicht, da ja keine Dumpload (ich hab mich jetzt doch für "die" entschieden) dran hängt, oder? Wie machen das die WKA Laderegler? Ist da die Dumpload integriert oder muss ich da wieder meinen 2Ohm Widerstand ranhängen? Meinen Verbraucher als Dumpload zu "missbrauchen" funktioniert doch nur, wenn der die oben berechneten 6A auch verdauen kann. Und da ich die LED Schaukastenbeleuchtung (oder alternnativ die LED-Wegbeleuchtung zu unserem Schulgrillplatz) eine super Idee finde und das auch als sinnvolle Verwendung der Windenergie umzusetzen plane, muss ich bei 20mA Stromaufnahme pro LED 300 LEDs parallel schalten (also worst case viel Wind und 70W Generatorleistung und volle Batterien). Auf der anderen Seite, wenn es 4W pro Lampe sind, dann sind das für den Weg nur noch realistische 18 Lampen (für den Schaukasten aber trotzdem zu viel, wenn die Schulleitung nun mehr Gefallen daran findet).

Jetzt hoffe ich, dass ich nicht zu viel rumgeschmarrt habe und wäre sehr froh und dankbar, wenn meine Anfängerfragen beantwortet werden könnten und meine Bedenken zerstreut würden.

Vielen Dank schon mal, ich freu mich jetzt schon auf die strahlenden Gesichter meiner Schüler wenn es sich dann was dreht, Strom erzeugt wird und es leuchtet.

Wolfgang

Es gibt sogar Laderegler, die den Ladestrom so "aufbereiten", dass die Akkus möglichst schonen geladen werden. Das ist für deinen Anwendungsfall aber wohl übertrieben.

10Ω könnte zu viel sein. Ist aber allemal besser, als die Anlage im Leerlauf zu lassen. Falls du einen zweiten 10Ω-Widerstand findest, kannst du ihn parallel schalten und so auf 5Ω kommen. Hat die Ersatzlast (Dumpload) einen zu großen Widerstand, fließt nur ein geringer Strom und die Anlage wird nicht ausreichend belastet. Eine zu kleine Ersatzlast ist nur ein Problem, wenn der Generator zu schwach ausgelegt wurde. Wenn keine mechanische Sturmsicherung vorgesehen ist sollte der Generator stark genug sein, bei voller Belastung das Windrad in jeder Situation abzubremsen zu können. So wird verhindert, dass das Windrad seine Nenndrehzahl und somit seinen vollen Wirkungsgrad erreicht.

Es gibt unterschiedliche Laderegler. Bei einigen ist die Ersatzlast integriert, bei anderen muss man die separat anschließen. Es gibt auch Solarladeregler mit Ersatzlast. Die sind inzwischen sogar verbreiteter und du könntest sogar ein einfaches Modell (ohne MPPT) für das Windrad verwenden.

Du kannst das Windrad auch im reinen Dumploadbetrieb (ohne Akku) über den Laderegler betreiben.

Als Dumpload gehen auch einfach drei oder vier parallel angeklemmte Bremslichtbirnen (= 63/84Watt). Mit den Dingern habe ich früher meine ganze Wohnung mit Licht versorgt (die Fassungen kann man schön aus alten Rücklichtern ausschneiden oder lötet einfach zwei Kabel direkt an die Birnenfassung). Lebensdauer bei Volllast ganz grob etwa 200Stunden und das ist für Starkwind und Stürme schon eine ganze Menge.

Das mit der Schulwegbeleuchtung würde ich vorerst nicht einplanen weil viel zu viel Bedarf bei zu kleiner Leistung der Windanlage. Mach doch erst mal die kleine Schaukastenbeleuchtung oder irgendeine Beleuchtung am Schulgelände und sammel Erfahrung wieviel Eure Anlage überhaupt versorgen kann. Erweitern kann man hinterher immer noch mit erhobenen Hauptes und stolzgeschwellter Brust, abbauen und reduzieren ist immer schmerzhafter und das Geld ist auch futsch.

Gruß Uwe

Bei Glühlampen als alleinige Last sollte man Bedenken, dass die insbesondere bei Sturm Durchbrennen können und dann natürlich ihre bremsende Wirkung verlieren.

Hallo,

ein kleiner Zwischenbericht, damit ihr auch seht, dass es voran geht In der letzten Woche vor den Osterferien haben meine Schüler das Loch für den Masten ausgehoben und selbigen einbetoniert. Jetzt waren ja zwei Wochen Pause, nächste Woche geht es dann wieder los.

Damit mein Chef ersteinmal zufrieden ist werde ich das Windrad installieren und zunächst nur ein Hochlastpoti anschließen, damit sich mal etwas dreht. Wenn dann das Abi mit all seinen Prüfungen und Korrekturen rum ist kommt ein Laderegler mit Tiefentladungsschutz für zwei Gelbatterien zum Einsatz. Als Verbraucher wird es dann entweder eine LED Beleuchtung für tatsächlich einen Schaukasten - da muss ich aber erst noch die Finanzierung abklären - und/oder eine Handy bzw. Laptopaufladestation oder irgendsoetwas. Muss ich aber erstmal durchrechnen.

Hat noch jemand einen Tip für guten und günstigen einfachen Laderegler mit Tiefentladungsschutz?

Viele Grüße und bis demnächst,

Wolfgang

Tiefentladeschutz gibt es z.B. bei Pollin, ELV, Reichelt oder Conrad separat wahlweise zum sebst zusammenlöten oder schon fertig.

Hallo nochmal,

ich wollte doch noch vom Abschluss des Projekts erzählen. Also, Mast einbetoniert, Windrad angeschraubt, Elektrik verkabelt, Batterie und Last an den Regler angeschlossen und bis jetzt funktioniert alles. Verbraucher ist eine zuschaktbare LED-Tuning Leiste aus dem Automobilzubehör. Wie gut der mir zugewiesene Platz die Windausbeute betreffend ist, wird sich die nächsten Wochen zeigen.

Vielen Dank nochmal allen aus dem Forum, die mir blutigem Anfänger so wunderbar auf die Sprünge geholfen haben.

Wolfgang

Klasse, dass alles so weit funktioniert. Vielleicht kannst du ja auch noch ein Foto von der aktuellen Installation machen.