Hallo Forum,

mein Name ist Johannes, bin 28 Jahre alt und ich möchte eine Windkraftanlage bauen...

Im Prinzip nehme ich diese Sache sehr ernst, leider weiß ich jetzt schon, dass ich sie aller Wahrscheinlichkeit nach nicht nutzen kann. Ich wohne zur Zeit noch in einer Mietwohnung, die hoffentlich in den nächsten zwei Jahren durch ein Eigenheim ausgetauscht wird. Dieses Projekt dient dazu, mich mit dem Thema vertraut zu machen, denn was die Praxis angeht, fang ich bei fast Null an... Theoretisch weiß ich über Windenergie, den konstruktiven Möglichkeiten und ein paar aerodynamischen Zusammenhängen sehr viel (könnte an mein Luft- und Raumfahrtstudium liegen...), aber wenn es darum geht so ein Ding komplett auszulegen und zu fertigen, bin ich grün hinter den Ohren. Ja, und danach, dann muss eine 3-5kW Anlage her, am besten zusammen mit der Power der Sonne, um mich unabhängig von allen versorgen zu können.
Es wird bestimmt so kommen, dass ich viel Zeit hier rein investiere und es auch zu längeren Pausen kommen kann. Dann wird dieser Beitrag bestimmt ein bisschen einschlafen, aber ich hoffe ihr verzeiht es dann, wenn ich mit einer Frage wieder auftauche, im Gegenzug dann natürlich die neusten Ergebnisse veröffenliche.

Was will ich nun genau...
Mein Plan sieht zunächst einen Generator vor, der max. 500W produziert. Er soll bei geringen Windgeschwindigkeiten anlaufen und bereits Strom produzieren. Ich weiß, das klingt wie ein Bausatz, den man hier im Shop kaufen kann, allerdings beabsichtige ich die dafür ursprünglich vorgesehene Konfiguration ein wenig zu verändern.
Habe ich die Vorgehensweise richtig verstanden? Ich kann das Tool zur Scheibengenerator Berechnung heranziehen und alle Eckdaten festlegen. Dann beginne ich mit der Konstruktion des Generators und schau mir an, ob der so geworden ist wie geplant. Damit kann ich dann versuchen, die ursprüngliche Rotorkonfiguration (SLZ, Anlaufverhalten,...) zu realisieren.
Ich habe mal ein Bild der Excel Berechnung angefügt, damit man sich einen besseren Überblick verschaffen kann, trotzdem hier noch einmal die wichtigsten Eckdaten:

• Ladebeginn bei ca. 3m/s
  
• optimal bei 5m/s
  
• SLZ 7
  
• Rotordurchmesser 2,1m
  
• Magnete N42 46x30x10
  
• Generator 24V (mehr Leistung bei größeren Windgeschwindigkeiten)
  
• 12 Magnet Pole / 9 Spulen
  
• 3 Phasen
  
• Drahtdurchmesser 1,6mm (guter Innenwiderstand)
  
• Drähte in Hand 1 (bei 1,6mm noch gut wickelbar und viel weniger Kupfer)
  
• Sternschaltung

Ich bin mir nicht sicher ob ich vielleicht irgendeinen Wert übersehe, der es verdient verbessert zu werden. Beispielsweise den Wirkungsgrad vom Generator. Den habe ich bei manchen Konfigurationen schon besser hinbekommen, allerdings war dann an anderer Stelle einen Wert ungünstig. Ich hoffe ich präsentiere hier etwas sinnvolles, oder habe ich an irgendeiner Stelle einen Denkfehler? Ob man eventuell stärkere Magnete nimmt, weiß ich noch nicht. Da muss ich erst die Preise vergleichen. Aber seh ich es richtig, dass die Anlage dann schwerer anläuft? Vermutlich wäre es sinnvoll, den Luftspalt ein wenig zu vergrößern, damit ich dann noch Spielraum habe diesen zu verkleinern, um eher einspeisen zu können. Dafür soll diese Anlage übrigens ausgelegt werden, zur Netzeinspeisung, auch wenn es dieser Stelle bestimmt nicht sehr ertragreich sein wird, aber das ist nebensächlich, denn ich denke schon ein bisschen weiter... die nächste Anlage soll dies nämlich gewaltig tun, daher will ich mich jetzt auch darauf konzentrieren.

Was müsste ich man eigentlich grundlegend ändern, wenn ich bei 6m/s 500Watt rausholen will? Natürlich.... die Rotorfläche vergrößern, aber da dies nicht alles ist, weiß ich mitlerweile. Der Generator muss ja auch dementsprechend angpasstwerden, aber was?!

Vor allem hoffe ich auf Feedback von "doelle4", weil der meines Wissens nach etwas ähnliches fertiggestellt hat, aber auch wenn jemand anderes antwortet, dann würde ich mich sehr freuen.

Wenn ich etwas in meinem post vergesseen habe, dann entschuldigt das bitte, aber das waren jetzt sehr viele Gedanken die ich hier niedergeschrieben habe. Da kann schonmal was durchs Raster fallen...

Vielen Dank,
Beste Grüße
Johannes

Hallo Johannes,

Dein Vorhaben klingt realistisch und soweit hast du auch schon ganz gut vorgearbeitet. Ich fange einfach mal direkt bei deiner Excel an:

Du willst im Stern verschalten? - Dann hast du da noch massig Luft frei. Vergleiche mal F47 und D27. Für den Abstand zwischen Magneten und Stator würde ich schon 2mm pro Seite einplanen und auch etwas mehr Schichtdicke an Laminat nehmen, 1mm sollte das schon sein. Wenn das ganze nicht mehr passt, verfärben scih die Kästchen bei Dreieck und Sternschaltungsspulenhöhe Rot, so kannst du gut kontrollieren.

EInspeisebeginn bei 3 m/s ist sinnvoll, darunter bringt auch nichts, in der Praxis wird es aber etwas eher sein, da der Rotor dann mit erhöhter SLZ läuft.

DU könntest dir die ganze Rechnerei ( die auch nicht hunderprozentg exakt ist) sparen wenn du die Daten vom Bausatz nimmst und umrechnest. Die Leerlaufspannungen kannst du über Dreisatz hochrechnen, sie ist direkt proportional zur Windungszahl. Die Teiel für den Bausatz sind günstig, ich würde den schon als Basis nehmen und nur entsprechend Windungszazhl und Drahtstärke variieren.

Die Leistungsrechnung im Tool kannst du vergessen, das ist nur ein reiner Überschlag und bezieht sich zudem auf Batterieladung, bei Netzeinspeisung wie von dir geplant wird der Wirkungsgrad durchgehend höher sein und die Verluste, vor allem bei viel Wind, deutlich kleiner.



Wenn du später ausbauen willst, kannst du (bei Netzeinspeisung, nicht bei Batterieladung!) mit dem Bausatz auch auf gut von 2 auf 3m erweitern, brauchst dann aber einen anderen Statur da ein größerer Rotor selbst bei gleicher SLZ langsamer dreht. Alternativ kannst du für den 2m Rotor auch im Dreieick schalten und dann beim 3m Rotor im Stern, das Verhältnis passt gut da du bei Stern etwa die 1,5 Fache Spannung von Dreieck erhälst und bei 2m Durchmesser etwa die 1,5fache Drehzahl eines 3m Rotors gleicher SLZ. Dazu müsstest du dann alle beiden Enden jeder Phase nach außen führen ( also 6 statt 3 Leitungen) und extern verschalten. Da schalte ich zum experimentieren für die sinnvollste Lösung.



Es ist sinnvoll klein anzufangen, bis 3 m Durchmesser ist alles sehr überschaubar, einfach zu montieren und zu warten um ggf. mal Änderungen vorzunehmen.
Größere Projekte werden mit Scheibengenerator schon recht teuer da die Magnetpreise noch immer sehr hoch sind. Hier kann es sinnvoll sein, mit einem getriebe zu arbeiten...aber das ist noch Quark im Schaufenster
Alles über 5 m Durchmesser ist schon recht gewaltig und braucht ein gutes Sturmsicherungskonzept das meiner Meinung nach nicht nur aus Furling bestehen sollte...

Gruß
Max

Ok. Vielen Dank.

Der erste Gedanke der mir aufkommt... schade. Ich hatte gedacht die ganze rechnerei ist mehr wert. Aber gut.

Da ich mir nicht ausmahlen kann wo ich überhaupt lande mit meiner Konfiguration, fand ich die Leistungsangaben doch sehr hilfreich... auch wenn ich wohlmöglich sehr weit weg liege vom Endergebnis, weiß ich zumindest das "überhaupt etwas rauskommt".

Ich habe jetzt versucht die Leerlaufspannung vom Bausatz herrauszufinden, allerdings ohne Erfolg (vor allem brauch ich ja dann auch die zu erwartende Leerlaufspannung für den 24V Generator). Die Windungen vom Bausatz für 12V sind 50, das war leicht, und an der Stelle komm ich jetzt ins straucheln. Wenn du schon sagst, dass die Leerlaufspannung direkt proportional ist, dann wird es die Systemspannung wohl kaum sein, aber wenn ich nun das Tool zur Hilfe nehme, dann würde dieser mir eine doppelte Windungszahl ausspucken bei doppelter Spannung... ohhh man... ich hasse Elektrotechnik...
Bei den anderen Eckdaten hatte dieser Bausatz doch eigentlich schon ähnliche Kenngrößen.

Diesen aber letztendlich zu benutzen wird mir bestimmt sehr schwer fallen. Ich habe schon das eine oder andere Gerät (im Vergleich dazu eigentlich eher Modellbau ) selber konstruiert und gebaut und dies nun auch mit einer Windkraftanlage zu tun würde mir sehr viel Spaß bereiten. Es wird aufwendig alle Teile zu besorgen, und vor allem auch teurer, weil vieles Spezialanfertigungen sind die ich nicht in Masse kaufen kann, aber die Erfahrung die man dabei macht ist mit Gold nicht abzuwiegen...

Den Vorschlag die Art der Schaltung extern vorzunehmen und dann zu experimentieren finde ich gut. Das wird mir sehr helfen.

Als du die Magnetpreise angesprochen hast, hab ich mal kurz recherchiert... da hab ich aber Augen gemacht!!!!
Sturmsicherung... klar, aber erstmal muss da Strom rauskommen. Wenn ich mir Gedanken darüber machen muss wie ich den Generator befestigen möchte, dann mach ich mir Gedanken über die Sturmsicherung. Vorher ist aber sogar noch der Rotor an der Reihe.

Gruß
Johannes

Hallo Jonannes,

Du hast so viele Punkte angesprochen, ich könnte einen Roman schreiben, versuche mich aber mal möglichst kurz zu halten...



Sie ist ja grundsätzlich nicht verkehrt und hilft auf jeden Fall ein Verständnis für die Sache zu entwickeln.
Dies sind nochmal zusammengefasst die Punkte die du ( nach meinen Erfahrungen mit weit über 50 selbst gebauten Generatoren ) überarbeiten solltest:

Wenn du auf Dreieck gehst ist es vom Platzbedarf OK so. Für eine 2m Anlage vielleicht schon etwas überdimensioniert was die Spulenschenkelbreite angeht, mehr als 15-20mm Breite würde ich nicht nehmen. Der Grund:

1. sind die äußeren Windungen viel länger als um die Innenseite des Spulenloches herum und erzeugen bloß unnötig viel Verlustleistung...also Widerstand
2. Wird der Stator unnötig groß und damit auch die Metallteile teurer.

Plane 2mm Luftspalt ein, Laserteile sind auch nicht 100% plan, kommt auch sehr auf den verwendeten Stahl an.



Ja, das ist richtig, allerdings bezieht sich das ganze auf Batterieladung und das auch bei einem stets gleichen angenommenen Wirkungsgrad. So ist das in der Praxis aber nicht denn gerade bei Batterieladung gibt es nur einen einzige optimalen Auslegungspunkt. Wenn man es ganz genau nimmt, dann müsste man auch den Widerstand des Generator genau daran anpassen- aber das ginge hier zu weit. Letztlich ist der Wirkungsgrad bei Batterieladung deutlich geringer als bei Netzeinspeisung, vor allem bei zunehmend mehr Wind da hier die Leistungserhöhung nur über den Anstieg des Stromes erfolgen kann welcher wiederum für einen Spannungsabfall am Widerstand des Drahtes verantwortlich ist...und das erzeugt eben Verlustleitung. Wir wollen den Stromfluss also geringer halten. Genau das passiert im Netzwechselrichter. Hier kann die Spannung mit ansteigen und der Strom bleibt kleiner was bessere Wirkungsgrade zur Folge hat. Zudem kann man durch Anpassen der Kennlinie den Rotor über einen sehr weiten beriech im Wirkungsgradoptimum laufen lassen. Dein Windrad steht letztlich also sogar besser dar als es die Leistungsangaben im Tool vermuten lassen.



Die gleichgerichtete Leerlaufspannung vom Bausatz liegt bei etwa 12 V bei 100 UPM.
Wenn das mit 50 Windungen der Fall ist, dann musst du die für ein 24 V System theoretisch verdoppeln und dafür mit Halbem Drahtquerschnitt ( nicht Durchmesser!!!) wickelnund hast dann den 4 fachen Innenwiderstand- letztlich ändert sich an der Leistung und am Wirkungsgrad nichts.

Aber nun aufpassen!:

Der Bausatz ist gedacht für einen Rotor mit SLZ von etwa 4. Wenn du einen mit SLZ 7 bauen willst, dann erreichst du bei 3 m/s und 2 m Durchmesser schon 200 UPM. Der Bausatz wäre für deinen geplanten Rotor also bereits ein 24 V Modell!

Du würdest also nichts ändern müssen und könntest ihn direkt so verwenden wenn du im Stern verschaltest.



Ja ok, dann musst du aber eben nochmal umrechnen denn der Bausatz ist im Stern verschaltet, das Umrechnungsverhältnis kannst du aus dem Tool entnehmen, brauchst dann also entsprechend mehr Windungen um bei ggf. später größerem Rotor mit Sternschaltung wieder gleich dazustehen...du verstehst was ich meine?
Wenn nicht, frag nach!



Kann ich so unterschreiben und gut verstehen. Ich will dir den Bausatz auch nicht aufschwatzen, er passt eben nur einfach sehr gut zu dem was du planst. Letztlich ist er gedacht für Leute die eben nicht erst das Rad neu erfinden wollen und somit auf eine halb fertige Lösung von abgestimmten Komponenten zurückgreifen können. Arbeit hat man mit dem schweißen des Gestells, dem Bau der Sturmsicherung, dem Wickeln der Spulen und dem Rumgepatsche mit Harz sowie dem damit verbundenen Formenbau noch genug. Auch können eben nur wenige Leute CAD Zeichnen.
Wenn du aber Freude an einer eigenen Konstruktion hast, dann nur zu!



Jupp, ich bin froh, mich noch mit Beständen eingedeckt zu haben aus Zeiten wo man für einen 46x30x10er Magnet im EK 2 Euronen bezahlt hat, zwischenzeitlich lagen wir dann mal bei fast dem 10-fachen!

Ich könnte dir auch einen fertigen industrielle Geni anbieten für dessen Preis du im Selbstbau nichtmal die Magnete bekommst, allerdings ist das natürlich auch nicht so aufregend und du willst ja selbst basteln, daher unterlasse ich das tunlichst...



Na da würde ich mir aber schon recht früh Gedanken machen, FURLING ist dein Stichwort. Am besten mit verstellbarem Offset so dass du alles gut kalibrieren und einstellen kannst. Mein Freund Fritz aus Spanien mache das so und ich denke das ist eine prima Lösung:




Zum Rotorblattbau würde ich wohl Holz verwenden. Das kannst du "leicht" selbst bearbeiten, die Materie ist aber dennoch recht verwirrend. Ich habe mal Youtube-Tutorials dazu erstellt, einmal mit Bearbeitung per Bandsäge und ein Kettensägenansatz. Was ich dort mit Band- oder Kettensäge mache geht aber auch per Hand mit dem Stechbeitel flott von der Sache:

http://www.youtube.com/watch?v=tK-83KUKC8w

http://www.youtube.com/watch?v=aTloL-j5BSY

Ich habe hier aber auch Rohlinge die du fertig bearbeiten kannst:

Forum/cf3/topic.php?t=4274

Das hier sind meine Maße für einen 3m Rotor mit SLZ 6,5 die ich auch im Kettensägenvideo verwende:



Ok, genug für heute

Gruß
Max

ich denke du wolltest dich zurückhalten?!

Ich brauchte gestern den Tag um noch einmal alles nachzuvollziehen was du mir geraten hast, aber ein paar Dinge sind leider immernoch offen.
Also, eins nach dem anderen:

Das kann ich nachvollziehen. Auch schreibst du ja, dass du im Bausatz genügend Platz gelassen hast, um daraus ein 24V Modell zu machen. ABER: du schreibst auch, dass 25mm Schenkelbreite zu viel fürn Anfang ist. Die Gründe leuchten mir auch ein (wobei ich Punkt zwei schon schon ignorieren würde), aber eine spulenschenkelbreite kleiner als 24mm bekomm ich einfach nicht unter! Nachdem ich nun auch noch einmal nach Magneten gegoogelt habe, musste ich feststellen, dass größer als N40 relativ teuer und auch selten ist, daher musste ich an dieser Stelle die Rechnung sogar noch nach unten korrigieren. Und die restlichen Werte sind eigentlich schon relativ fix. Den Drahtdurchmesser könnte ich noch auf 1,32mm ändern, aber das will ich eigentlich nicht. Bzw muss man an dieser Stelle dann wohl abwägen: akzeptier ich einen höheren Widerstand aufgrund von ungleich langer Windungen, oder aufgrund eine kleineren Querschnitts?!

Edit: Wer lesen kann ist klar im Vorteil.
Der Bausatz mit 12V ist im Stern geschaltet... dann komm ich natürlich ganz leicht auf eine Schenkelbreite zw. 15-20mm. Gut, aber ändert nichts an meiner Aussagen oben, oder? Ich will ja im Dreieck schalten und auf Stern umschalten können. Trotzdem muss ich bei der 24V nun abwägen?

Weiter:
Angenommen ich verkleiner den Querschnitt, dann bekomm ich es hin dass die Schenkelbreite bei 19mm bleibt. Nun ergibt sich bei Dreieckschaltung eine Statordicke von theoretischen 12mm (Spulendicke 9,82mm) mit 76 Wicklungen. Der Rotor hat eine SLZ von 7 bei einem Durchmesser von 2,1m.
Wie gesagt würde ich gerne ein bisschen experimentieren und und führe alle Drahtenden nach außen, um dort die Schaltung vorzunehmen.
Das Tool sagt mir nun, dass wenn ich den Rotordurchmesser auf 3m änder bei [/b]gleicher SLZ[/b], dann brauch ich bei Sternschaltung exakt den gleichen Stator und muss nur den [/b]Luftspalt auf 20mm[/b] erhöhen, was ja eigentlich schon das Maximum ist. Das hört sich eigentlich sehr sinnig an?!


Klasse Bilder! Aber wie gesagt, wenn ich noch nicht einmal eine Rotorhalterung habe (erstmal muss der Stator fertig sein) brauch ich mir auch noch nicht einmal Gedanken darüber machen wie ich die Sturmsicherung am Gehäuse fest mach.
Ich habe mit deinen Bildern dennoch versucht das Prinzip von FURLING zu verstehen: Logisch erscheint mir, dass der Rotor irgendwann aus der Windrichtung rausgedreht wird, weil dieser einen Hebelarm zur Drehachse hat. Dadurch das der Hebelarm variabel ist (durch die Klemmverbindung) kann ich die Sturmsicherung kalibrieren. Nur was hindert den Rotor daran, sich nicht schon bei dem kleinsten Wind wegzudrehen. Ich vermute es hat was mit der Schrägstellung der Windfahne zu tun... wenn kein Wind weht, hängt sie in Richtung der Schrägstellung der Halterung nach unten. Kommt Wind auf, wird sie nach hinten (oben) gedrückt und muss irgendwie ein entgegengesetztes Moment aufbringen... nur warum?!

Zum Repeller:
Das sieht ja mal echt nach Arbeit aus! Oh oh, ich vermute da werde ich den einen oder anderen Balken zusätzlich investieren müssen.
Da werd ich defintiv meine Großvater mal nach Werkzeug fragen. Als alter Tischlermeister hat der mit Sicherheit ein bisschen Werkzeug über...
Was ich noch nachlesen muss ist, wie man bei der Herstellung des Repellers die richtige SLZ hinbekommt. Aus dem Bauch raus würde ich sagen, dass dies vom Anstellwinkel des Profils abhängt, aber das werd ich schon noch rausfinden.

Na denn. So langsam werd ich mal ein paar CAD Skizzen machen. Hab ja mitlerweile schon ein paar Eckdaten.

Ich freu mich auf Antworten und weiteren Ratschlägen.

Grüße
Johannes

Moin Johannes,

Du hast dir Gedanken gemacht und weißt was du willst, das ist soweit gut.



Zu viel ist relativ. Im laufe der Jahre haben sich bei mir diverse Faustformeln eingebürgert mit denen man das ganze recht gut optimieren kann.

1. Spulenschenkelbreite etwa halbe Magnetbreite bzw. nicht doll drüber damit man ein gutes Verhältnis aus benötigtem Bauplatz (Statorgröße) und Widerstand der Wicklung hat.

2. Abstand der gegenüberligenden Magnete auf den Magnetscheiben nicht größer als maximal doppelte Magnethöhe, eher etwas weniger wenn möglich. Die Feldstärke nimmt nicht linear ab sondern quadratisch.

3. Drahtdurchmesser nicht über 2mm, alles andere wickelt sich gruselig

4. Für Generatoren in der Größenordenung des kleinen Bausatzes sollte die maximale Dauerverlustleistung nicht größer als 300-500 Watt sein.

zu1. ) kritisch ist das nicht, du kannst die Schenkel auch etwas breiter machen, ist aber eigentlich nicht unbedingt nötig. Da du auf Netzeinspeisung gehst, kannst du auch mit dünnerem Draht wickeln und dadurch den Platzbedarf reduzieren, der Widerstand wird dennoch nicht zu hoch werden.

zu2. ) Ja, Magnete sind teuer und ich würde dir auch zu N40 oder N42 raten ( das sind auch die die wir im Shop haben ). Alles darüber bringt zwar noch etwas Leistungsplus aber steht in keinem Verhältnis zum Preis, jedenfalls nicht derzeit.

zu4.

kleine Planungshilfe. Roll das ganze von hinten auf, bestimme welchen Widerstand dein System maximal haben sollte und gehe dabei vom größeren Rotor aus. Ich habe deine Daten jetzt alle nicht im Kopf...

Lies dir das hier durch damit du verstehst wie das prinzip funktioniert:

Forum/cf3/topic.php?t=4321&hig…one&page=2

Wenn du VERSTANDEN hast, wie Spannung, Stromstärke und Widerstand den Wirkungsgrad beeinflussen und du meine Rechnungen die ich da beispielhaft angebracht habe so in etwa nachvollziehen kannst, dann...ABER ERST DANN schaust du dir mein mal dazu erstelltes Rechentool an das ich hier in den Anhang packe.

Es dient dazu, später eine Leistungskurve für deinen Wechselrichter zu erstellen damit der Rotor auch immer richtig gut belastet wird. Trage deine Daten mal dort ein, das meiste an Daten entnimmst du dem Scheibengeneratorexceltool.

Du kannst nun mal mit dem Widerstandswert in der Eingabemaske spielen. Unten bei den Daten siehst du dann welche Verlustleistung im Generator entsteht.

Diese Verlustleistung sollte nun bei sagen wir mal 10-11m/s nicht größer werden als 500 Watt. Darüber hinaus wird deine Sturmsicherung dafür sorgen dass es wenn überhaupt nur kurzzeitige Leistungsspitzen gibt die diesen Wert übersteigen so dass dein Generator nicht überhitzt.

Letztlich erhälst du dann deinen maximalen Generatorwiderstand. Lass dir noch vielleicht 30% % Luft als Sicherheit.

DAMIT gehst du dann zurück ins Scheibengeneratortool und kannst deine Windungszahlen, Drahtstärke usw. nun von hinten aufrollend anpassen. Das ist viel sinniger als sich jetzt gedanken darüber zu machen ob das mit der Drahtstärke und Windungszahl und entsprechend auch Spulenschenkelbreite usw. alles passt.

Das Ergebnis kannst du ja mal mit dem Bausatz vergleichen und siehst ob das prinzipiell noch passen würde ( wird es aber, da bin ich recht sicher! )

Größer als das musst du dann auch nicht bauen, Vorteil hätte das nur bei Starkwind und den hat man wenige Male im Jahr, bei mittleren und kleinen WIndgeschwindigkeiten ändert sich kaum was, die Verlustleistung steigt quadratisch!

Ich habe dir das Teil für eine 3m Anlage und SLZ 7 mal sinnig ausgefüllt und du siehst, dass unter 1,5 Ohm alles unkritisch ist...für die 2m Anlage dann sowieso.

Wenn du die Daten aus dem Tool mal mit den Wirkungsgraden und Verlustleistungen im Scheibengeneratortool vergleichst ( da bezieht sich das ja auf Batterieladung ), wirst du sehen wie groß die Unterscheide sind und was man bei Netzeinspeisung für einen Wirkungsgradgewinn hat. Entsprechend sparsamer kann man auch bauen.

Lege deine Exceltabelle mit diesen neuen Erkenntnissen nochmal neu aus und spiel dir die Parameter zurecht und poste diene beiden ausgefüllten Exceltabellen hier, ich schau mir diese dann durch und gucke mal ob das meiner Meinung nach so passen kann. Ich denke damit bist du recht flott fertig!

Mit der Kontrole mag es aber wohl ein wenig dauern, ich bin das ganze Wochenende schwer beschäftigt und danach auf Radtour von Bremen nach Amsterdam und komme wohl erst danach dazu, deine Werte gegenzuchecken.

Es eilt ja aber auch nicht, wenn du etwas nicht verstehst dann frage nach!

Alle anderen Dinge zum Rotor und zur Sturmsicherung lege ich erstmal zu den Akten und da kommen wir dann später drauf zurück

So, ich habe gleich ein Bewerbungsgespräch und muss mich auf den Weg machen,
Bis demnächst,

Gruß
Max

das sind aber viele Hausaufgaben...

keine Hecktick...

mach mal entspannt deine tour...

ich hab hier viel zu lesen und zu probieren und zu lesen und zu rechnen und wieder zu lesen...

na ja. und dann werd ich hier wahrscheinlich irgendwann nächste woche meine ergebnisse posten.

viel erfolg bei dem gespräch!

gruß
Johannes

Also, ich versuch es mal:

ausgelegt habe ich das ganze jetzt für einen 3m Rotor dessen Generator im Stern verschaltet ist.
Aus der Tabelle zur Bestimmung der Kennlinie geht hervor, dass wenn ich einen Innenwiderstand zwischen zwei Phasen von 1,15Ohm annehme und eine Sicherheit von 30% (=1,5Ohm) einplane dann maximal (inkl Sicherheit) eine Verlustleistung von 400W habe (bei 11m/s... mehr interssiert mich nicht... dementsprechend müssen alle Sicherungen so angepasst sein). Bei dieser Tabelle interessiert mich einmal, wo kommt U/RPM her? Erfahrungswert?

Ich vermute die Sicherheit kommt daher, dass man eventuell nicht alles vernünftig verdrahtet, zu viele Lücken zwischen den Drähten hat, die Drahtlängen pro Wicklung unterschiedlich lang sind.... und daher der Innenwiderstand noch weiter ansteigen kann?
1,15Ohm, habe ich festgestellt, ist eigentlich eine ganze Menge. Das kann man mit dem ScheibenGeniTool ganz gut einhalten...

Ich habe nun zwei weitere Excel Tabellen hochgeladen. In der Berechnung für die Sternschaltung gibt es den höchsten Innenwiderstand (1,0Ohm), bei 3m Rotordurchmesser. Ändert man auf Dreieckschaltung bei gleichen Stator, verringert sich der Innenwiderstand, aber dafür setzt der Ladebeginn später ein. Der Wirkungsgrad wird besser.
Wenn ich das ganze jetzt mit dem Bausatz vergleiche, dann fällt mir natürlich sofort auf, dass 1,6mm Draht benutzt wird. Der ist allerdings im Stern verschaltet und hat einen 2m Rotor (rund). Daher macht es doch eigentlich wenig Sinn mit diesem zu vergleichen? Ich habe doch zwei ganz andere Anforderungen? Zum einen möchte ich mit den beiden Schaltungen rumprobieren ohne den Stator wechseln zu müssen (sondern "nur" den Rotor), zum anderen hätte ich gerne ein 24V System.

Wenn ich das alles richtig verstanden habe, dann ist es die Aufgabe des Netzwechselrichters, einen ensprechenden Widerstand zu erzeugen, damit mein Generator optimal läuft? Das kann er am besten, wenn er die Kennlinie vom Generator kennt ("bei X Wind erzeugt dieser Y Spannung/Strom/Widerstand, dementsprechend muss ich Z Widerstand leisten..." ?!)

Es ist leider alles immernoch ein wenig undurchsichtig... ich hoffe es ergeben sich ein paar Verknüpfungen in meinem Kopf, wenn meine Fragen beantwortet werden.

Danke.

Gruß,
Johannes

Moin Johannes,



Im Netzkennlinientool steht aber 2,1m !
Komme ich aber gleich noch mit einem Vorschlag drauf zurück...



Das sind Volt /UPM.

Diesen Wert errechnest du fix zu Fuß. Wenn du im Generatortool beispielsweise abliest bei welcher Drehzahl des Rotors du die 24 V erreichst...sagen wir mal 100 UPM ergeben 24 V, dann rechnest du das ganze mit Dreisatz runter auf 1 UPM, teilst also 24 V durch 100 UPM. Das ganze bezieht sich auf die Leerlaufspannung....daher kommst du dann auf den Beispielwert den ich da auch eingetragen hatte- das musst du aber natürlich für deine Auslegung anpassen.

In beiden Tools ist der Innenwiderstand eigentlich nicht der richtige Innenwiderstand sondern der zwischen 2 Phasen. Deine Zusatzrechnung im kennlinientool kannst du also wieder entfernen!




Vielleicht hier nochmal eine andere Lösung für die du überhaupt keinen Statorumbau brauchst und alles nur auf Stern auslegst:
Frage dazu vorher: willst du LEGAL ins Netz einspeisen?

Wenn ich mal davon ausgehe, dann würde ich dir einen Ginglongwechselrichter ans Herz legen- den bekommst du beispielsweise bei Prevent. der kleinste ist glaub ich 1,5 KW- passt ja gut zu 3m Durchmesser und kostet etwa 800-900 Euro- ist fair!

Dieses teil ist zugelassen UND hat einen unglaublich großen Spannungsbereich, meine von 35 bis 750 Volt- Überspannung also quasi ausgeschossen und du brauchst keinen Überspannungsschutz ( das ist nämlich gar nicht so leicht zu bauen bzw. recht teuer ).

Wenn es um Netzeinspeisung geht kannst du dich von deinem 24 V System lösen und legst den 3m Rotor auf sagen wir mal 40 V aus. ein kleinerer Rotor, solltest du dann mal wechseln, wird höhere Spannungen bringen- kein Problem für den Wechselrichter. Du müsstest dann wirklich gar nichts weiter ändern außer eben den Rotor und die Kennlinie und kannst schön direkt von Anfang an im Stern schalten. Ich denke das wäre vielleicht das einfachste und sauberste zum experimentieren.



Naja, da sist eben so eine Sache. ein steifes System hast du ohnehin nicht außer du lädtst Batterien. Bei viel WInd wird dir die Lastspannung eben auch deutlich darüber ansteigen wie du auch dem Kennlinientool entnehmen kannst ( bei dir sind es im tool aktuell 160 V bei 11 m/s )

Warum legst du dich da so fest? Die Sache mit dem Ginglong ist wirklich prima, "Lebensgefährliche" Spannungen wirst du im Betrieb auf jeden fall erreichen, ob du den EInspeisebeginn nun auf 24 oder 40 V uaslegst macht den Kohl nicht fett...oder auch noch höher oder irgendwas dazwischen. Hier würde ich dann einfach mal schauen welcher Draht denn gut passt und was dabei herauskommt- wie gesagt, der GL hat einen seehr großen Spannungsbereich und das sollte man dann auch nutzen, gerade wenn man noch experimentiert.
Alle anderen geräte haben bei gleichem Preis einen deutlich kleineren Spannungsbereich oder sind NICHT ZGELASSEN und müssen zudem gegen Überspannung geschert und somit modifiziert werden.



Fast richtig. Du kennst ja den Widerstand des Generators und ermittelst daraus den Spannungsabfall mit dem Tool und alle anderen Werte. In den Wechselrichter gibst du dann nur Strom und Spannung ein, ggf. macht er das aber auch über de Frequenz, alle daten dazu findest du dann im Kennlinientool

Nun warte ich erstmal ab was du dazu meinst bevor ich mich mit deinen Rechnungen im Scheibengenitool auseinandersetze.

Gruß
Max

Hallo liebe Freunde der regenerativen Energiesysteme,

ich hatte nun viel Zeit über mein ganzes Vorhaben nachzudenken. Ich habe mir die Beiträge von menelaos wieder und wieder durchgelesen und musste feststellen... Elektrotechnik wird nicht meine Lieblingsdisziplin. Ich habe im Prinzip noch einmal von vorne angefangen und habe versucht darauf einzugehen was Max mir geraten hat.

Zunächst einmal habe ich mir das Tool für die Netzkennlinie vorgenommen die Eingabegrößen solange verändert, bis ich bei einer Größe von circa 3m Rotordurchmesser eine Gesamtverlustleistung bei 10m/s von max. 500Watt habe (danach kommt die Sturmsicherung). Das Ergebnis für den Innenwiderstand zwischen 2 Phasen war dann ca. 1,14Ohm inkl. Sicherheit von 30%, bzw 0,88Ohm ohne Sicherheit --> damit bin ich in das Scheibengeneratortool und habe den Generator für einen großen Rotor ausgelegt und habe solange mit der Maske rumgespielt bis mir das Tool einen Innenwiderstand von 0,88Ohm ausgespuckt hat. Dabei musste ich immer mal wieder zurück in das Netzkennlinientool und bspw. U/RPM anpassen... das wahren dann mehrere Iterationschritte. Es hat sich nun herausgestellt, dass ein Drahtdurchmesser von 1,32mm reichen wird und der Widerstand damit nicht zu groß wird.
So, nun möchte ich aber gerne etwas kleiner anfangen und habe an den selben Stator einen 2,1m Rotor rangehängt. Der fängt dann theoretisch etwas später an zu laden, aber das mir ersteinmal egal, hauptsache ich kann mit der Dreieck- und Sternschaltung etwas rumspielen, das ist mir wichtig. Ich kann mich daran erinnern irgendwo im Forum gelesen zu haben dass die Konstruktion einer Dreickschaltung relativ schwierig ist, da man sehr genau arbeiten muss. Ich habe das jetzt nicht noch einmal nachgeschaut. Stimmt das?

@MAX: deinen Vorschlag im letzten Post finde ich sehr interessant. Eigentlich leg ich mich darauf nicht unbedingt fest. Bisher dachte ich, dass ich mich auf 12/24/48V festlegen muss, aber mitlerweile habe ich begriffen dass das Blödsinn ist. Das sprengt jetzt malwieder den Rahmen eines einzigen Post und weicht von der Auslegung ab was ich eben beschrieben habe, aber ich muss das genauer wissen und muss damit jetzt auch noch anfangen, ansonsten vergess ich es später wieder: Der Vorteil einer höheren Spannung im System ist...? Ich habe einmal versucht den Geni auf 40V auszulegen, was mir nicht unbedingt sehr gut gelungen ist, aber bevor ich hier noch weitere Überlegungen reinstecke, möchte ich das zunächst grundlegend einmal verstehen.

Danke für eure Hilfe!

Gruß,
Johannes

Zunächst einmal kleinere Kabelquerschnitte überall wohin du den Strom überträgst...

Zum anderen eben aber auch dass du beispielsweise mit dem Ginglong einen so großen Spannungsbereich hast dass du verschiedene Rotorgrößen durchtesten und anpassen kannst - alles mit einem Stator.

Moin,

Kann ich denn mit einem Geni der Größe entsprechend dem kleinen Bausatz 40V erreichen, oder sind da Modifikationen notwendig?

Gruß,
Johannes