Hallo ich suche für ein Windrad C-Rotor 1m x 1m eine Möglichkeit eines "automatischen" Notaus.
Bei Vertikalläufern ist ein Aus dem Wind drehen ja nicht so einfach möglich....
An das Windrad kommt ein Dumpload Regler, der Überspannungen auf den Dumpload schickt.

Manuell hab ich 2 Schalter Dumpload draufschalten und Kurzschluß. Also Schalter 1 zum Runterbremsen, Schalter 2 dann Kurzschluß draufschalten. Leider ist es nun aber nicht immer so, dass man
Zuhause ist wenn plötzlich ein Gewittersturm aufzieht.

Ich suche nun Quasi eine 2. Schutzfunktion, die dann greift, wenn der Dumploadregler aus welchen Gründen auch immer aussteigen sollte.
Am liebsten wäre mir eine Not-Aus Funktion folgendermassen: Dumpload draufschalten bei Spannung > xx Volt, nach ner gewissen Bremszeit Kurzschluß draufschalten.

Das ganze sollte selbsthaltend sein, nach möglichkeit verriegelnd, so dass das WR erst wieder manuell zu starten ist.

Wie könnte man dieses Problem einfach, funktional und preiswert lösen ?
Also Versorgungsspannung könnte ich ja den Akku nehmen. Die Laststeuerung trennt bei 60% Akkustand die Verbraucher, da sollte genug Saft vorhanden sein für ne Selbsthalteschaltung.
Kann man das Simpel mit Relais realisieren, ich brauch ja nur eine Schaltung, die bei einer einstellbaren Spannung ein Relais schaltet. Das nächste Problem sind die 45A die auf den Dump und dann Kurzschluß gehen.
Kann man dafür SSR-Relais nehmen ? Achja, der Generator ist 500 W und ein Permanent Gleichstrommotor ! also ich muss DC schalten.

Ich würd ne mechanische Bremse per Fliehkraftkupplung verwenden.

thyristor via zenerdiode zünden

Mein Verständnis von Elektronik hält sich leider arg in Grenzen.... Ich kann einen Schaltplan insofern lesen, dass ich erkenne was für Bauteile es sind und wie man sie zusammenlötet.
Die Funktion daraus erkennen und zu verstehen, das übersteigt meinen Horizont...

Wie gesagt, ich brauch irgendeine simple Schaltung, die bei Spannung über 15V - 24V (am besten einstellbar) ein Relais auslöst. Also Relais wollte ich ein 24V Spulenrelais oder SSR-DD Relais verwenden.

Den Rest , also Dump draufschalten und 30 sek später Kurzschluß bekommen ich hin, das geht ohne Elektronik Da die Schaltung danach selbsthalten sein wird, kommt es auch nicht zu einer Flatterschaltung.
Ich danke schonmal für eure Hilfe.

Ein Schaltplan für nen einfachen Überspannungsschutz geistert hier im Forum rum. Findest du auch im Beitrag zu meinem Projekt: Forum/cf3/topic.php?t=1266

Danke, das ist genau das was ich gesucht habe

Nächste Frage, auf der Suche nach passendem Lastwiderstand. Heizstäbe . Tauchsieder etc. fallen wegen nicht vorhandenem Wasser aus.
Kennt jemand eine Bezugsquelle für Lastwiderstände in D, insgesamt benötige ich 500W für 12 V.
Könnete man auch PTC-Heizelemente verwenden , sowas hier https://www.conrad.de/de/heize…32894.html ?

Hi,

Also ich hab ein Heizelement aus einem ausrangierten Wäschetrockner verwendet.
Ist im Grunde nur ein Widerstandsdraht, mit dem man durch geschicktes ablängen, seriell und parallel-schalten mehrerer Drähte sich einfach einen passenden Lastwiderstand für so ziemlich jeden kleineren Generator (<700W) selbst abstimmen kann.

Was sowas in der Art:


Darin sind geschätze 10m Draht aufgewickelt.

PS: Den gleichen Draht verwende ich auch zum Schneiden von Styropor.

Hab auch Wäschetrocknerheizelemente verbaut, gibts für kleines Geld in der Bucht und die können einiges ab

Hallo zusammen,

die elektrische (Kurzschluss-)Bremse ist aus meiner Sicht keine sichere Massnahme für einen 'NOT-Aus'.

Ein gebremster / kurzgeschlossener Generator produziert maximalen Strom, weshalb eine ohnehin schon 'warmgelaufene' Wicklung durch elektrische Bremsung in kürzester Zeit abfackeln kann. P ~ v³ ! ... und P wird dann komplett an den Generatorwicklungen 'verheizt'.

Mal angenommen es herrscht fetter Wind und die Maschine arbeitet am elektrischen Leistungslimit. Dann ist das ja der Zustand in dem man die Maschine irgendwann bremsen muss, um Schäden zu vermeiden. Die zusätzliche elektrische Bremsleistung besteht dann aber nur noch aus der kurzfristigen Überlastungsfähigkeit des Generators oder ggfs. anderer Teile. Soll heissen: Wenn die Überlastfähigkeit des Generator nicht reicht, um die Maschine zu halten, brennt der Generator durch und dann ist gar nix mehr mit Bremse!

Für sicheres und vor allem dauerhaftes Bremsen bzw. Feststellen des Rotors muss m.E. zusätzlich eine aerodynamische oder eine mechanische Bremse vorhanden sein.

liebe Grüße

Mari

Dass ich mit Kurzschluß nicht dauerhaft bremsen kann habe ich mittlerweile auch erkannt. Deshalb suche ich ja auch nach passenden Lastwiderstand, um zumindest kurzzeitig bei Überspannung etwa runterbremsen zu können.

Frage ist ob man für einen C-Rotor überhaupt eine mechanische Bremse vorsehen muss. Die Meinungen gehen da ja weit auseinander, von braucht man nicht zu sollte man.
Elektrisch halten lässt sich der Rotor sowieso nicht, irgendwo ab 16-17 m/s wird die mechanische Leistung zu groß. Bei Abnahme von Last komm ich bei 120km/h auf etwa 350-U. Ohne Last auf ca. 400-U.

Du kannst keinen Eimer mit Wasser füllen? Wohnst du in der Wüste? Ansonsten kannst du auch Draht durch nen Ziegelblock fädeln.

Nabend zusammen,

ob jemandem mit solchen Zurufen, Wassereimer, Ziegelstein, gut geholfen ist?

@nutzi:



Das ist dann aber kein 'NOT-Aus' und reicht eben auch nicht, um eine WEA festzusetzen. Aber du wirst schon wissen was du vor hast (hoffentlich).

Zum Thema:

Du kannst beliebige Lastwiderstände aus Widerstandsdraht selbst machen. Entweder nimmst du irgendwelche fertigen Heizgeräte (wie weiter oben beschrieben) und friemelst den Draht so um, dass er den passenden Widerstand hat. Oder du besorgst passenden Draht (z.B. bei Conrad) und wickelst dir deinen Lastwiderstand selbst. Für einen einzigen Lastwiderstand zum Verheizen von 500Watt bei 12V ( wahrscheinlich eher 14V?) brauchst du theoretisch 0,29Ohm ( R = U^2 / P).

Praktisch wäre ein Draht mit 0,29Ohm wahrscheinlich viel zu kurz und/oder zu dünn, um 500 Watt Wärme abzugeben. In der Praxis wirst du mehrere Drähte parallel schalten müssen, um genug Oberfläche zum Kühlen und eine erträgliche Stromdichte (steht im Datenblatt vom Draht) zu bekommen. Denn: Das Problem ist, dass die Wärmeleistung (deine 500Watt) abgeführt werden müssen, ohne das der Widerstandsdraht durchbrennt. Das heisst in aller Regel, dass der Draht aktiv gekühlt werden muss. Entweder mit Luft per Ventilator(wie beim Heizlüfter) oder eben mit einer Flüssigkeit (in einem Eimer). Wasser ist allerdings auf Dauer nicht optimal, da darin allerhand elektro-chemische Reaktionen an deinem Draht nagen können. Wesentlich besser ist Öl (billiges Motoröl) in einem genügend großen Blechbehälter als Kühlmittel.

Damit die Drahttwindungen untereinander keine Kurzschlüsse machen, sollte der Widerstand auf einen Träger (der Ziegelstein) gewickelt werden. Ganz prima sind Glasröhren aus dem Laborbedarf. Tonrohre aus dem Baumarkt oder in passender Größe selbstgemachte Träger aus Zementmörtel gehen aber auch gut.

Die Luftkühlung ist definitiv die sicherste Methode. Du brauchst aber auch viel mehr Draht(-oberfläche), um die gleiche Leistung wegzubekommen. Durch den besseren Wärmeübergang schaffen Flüssigkeiten wesentlich mehr weg.

Aber VORSICHT: Du MUSST sicherstellen, dass die Oberfläche von dem Behälter mit dem Öl (oder was immer du nimmst) DAUERHAFT in der Lage ist, die maximale Leistung abzuführen. Wasser kocht bei 100°C und ist irgendwann verdunstet, wenn es nicht zurückkondensieren kann, Motoröl kocht ab ca. 300°C (dann enstehen brennbare Gase!! Nur so sicherheitshalber: Altöl kocht WESENTLICH früher!). Das ganze heisse Zeug ist sowieso kein Spielzeug! Damit kann man glatt seine Bude abfackeln.

Meine Lastwiderstände habe ich z.B. aus jeweils 3m Draht von 1 Ohm pro Meter gewickelt. Bei 28V verheizen die pro Stück rund 260Watt im Ölbad und haben das bisher absolut klaglos ausgehalten, auch wenn sie stundenlang unter Dampf standen.

liebe Grüße

Mari

Eimer mit Waffer füllen , kein Problem. Werden meine Enten drin baden und umkippen. Oder der freilaufende Hund draus saufen.
Die Draht und Ziegelblock Variante gefällt mir jedenfalls besser....

Ich war Anfangs davon ausgegangen, dass ich durch runterbremsen und Kurzschluß das Windrad nahezu auf Stillstand halten kann. Das war eigentlich der Grundgedanke.
Praktisch hab ich zuviel mechanische Leistung ankommend, um das elektrisch hinzubekommen. Das ganze Thema Stromerzeugung, Regelung, Schutzschaltungen ist deutlich umfangreicher als der eigentliche Bau des Windrads....
Und als Neuling sind diverse falsche Grundgedanken wahrscheinlich normal. Die muss man dann wieder losweden





Jetzt bin ich wieder einen Schritt weiter (theoretisch) und hab ein neues Problem ... Woher weiss ich wie lang die einzelnen Drähte sein müssen. Angenommen 0.3 Ohm soll der Widerstand insgesammt haben.
Nehm ich jetzt z.B. den Draht mit 0.277 Ohm. 1 Draht mit knapp über 1m hat dann diese 0.3 Ohm. in dem Datenblatt steht dazu Stromstärke für Drahttemperaturen (300°C) 15,8 A, Gilt das Pro Meter ?
500Watt bei 14V sind rund 35A die ich verbraten müsste...das würde bedeuten dass 1 Draht zuwenig ist.

Wenn ich den 1.73 Ohm/Meter nehmen würde ( https://www.conrad.de/de/wider…22477.html ) . Da steht bei 300°C 5 A.
Wenn ich davon 6 x 1Meter parallel schalten würde, komm ich auf 0,288 Ohm und 30 A und 420 Watt ?? Wär die Rechnung so ok ?

Nabend Nutzi (hast du einen Namen? Dann klingt das einfach freundlicher )



Das gilt für jeden Meter, egal wieviele Meter hintereinander kommen bzw. wie lang Draht lang ist. Wenn du in den Draht 15,8 A reindrückst, fliessen die ja durch den Draht, an jeder Stelle.



Genau! Dieser Draht geht einzeln nicht. 15,8 A x 14V sind eben nur 221 Watt.



Nicht so ganz....... 14 V an 1,73 Ohm ergibt bei mir 8,09 A Stromstärke bzw. 113 Watt Leistung PRO STRANG. Du musst schon mit den realen Werten rechnen, nicht mit den Datenblattangaben Bei sechs Strängen macht das also 680 Watt (das würde für dein Problem aber schon relativ gut passen). Die Temperaturangaben beziehen sich soviel ich weiss auf passive Luftkühlung (ohne Venti, ohne Wickelkern!) an einem frei gespannten Draht.

Das ganze Drama kann man jetzt exakt weiterrechnen (dann wird es eine Gleichung 2.Grades) oder man macht's Pi mal Daumen:

500 Watt / 14 V = 35,7 A entsprechend 7,14 Stränge bei 5A pro Strang. Das geht natürlich nicht, also 8 Stränge.

1/8 x (P / I²) = 1/8 x (500W / 5² A) = 2,50 Ohm pro Draht

Also 8 Drähte von 1,45 Meter Länge.

Gegenprobe:

1/8 x 2,5 Ohm = 0,313 Ohm in der Parallelschaltung.

P = U² / R = 14² V / 0,313 Ohm = 627 Watt (bei 5A pro Strang)

Reicht, kann man so machen! Der Draht bleibt bei 500 Watt deutlich unter 300°C und die Schmelztemperatur ist noch seeehr weit weg


Sehr wahrscheinlich geht es auch mit 5 Strängen von je 0,90 Meter ( = 1,565 Ohm pro Strang). Das macht auch 0,313 Ohm in der Parallelschaltung und an 14 V eine Leistung von 627 Watt. Der maximale Strom pro Strang ist dann 7,45 A und der Draht wird heisser, wenn die WEA die 626 Watt überhaupt liefern kann. Bei 100 Watt pro Strang (500 Watt auf 5 Stränge) wäre der Strom 6,3 A; das macht der Draht auch noch mit (aber ohne Gewähr )


liebe Grüße

Mari

Das maximale Bremsmoment hast du dann wenn der Widerstand des heizdrahten bzw. des Verbraucher gleich groß dem des Generators ist.
Gleichzeitig bedeutet das aber auch, dass sich Heizwiderstand und Spulen des Generators die anfallende Leistung 1:1 aufteilen. Wählst du den Widerstand kleiner wird der größere Teil im Generator verheizt, andersherum im Heizwiderstand, jedoch ist die bremswirkung dann in beiden Fällen kleiner als bei "Widerstandsgleichstand".

Auftriebsläufer kann man bis zu einer gewissen Größe sehr sicher durch Heizelemente herunterfahren und dann auch dauerhaft "fixieren" da der CP sofort stark abfällt. Bei Rotoren die überwiegend ( so wie bei dir) nach dem Widerstandsprinzip arbeiten sieht das etwas anders aus. Zudem hat dein Rotortyp viel Drehmoment. Hier halte ich Heizwiderstände als Bremse für generell komplett ungeeignet und würde, ebenso wie Mari, zur mechanischen Bremse raten.

Gruß
Max

äääähm ... das glaube ich nicht

Du beschreibst die Leistungsanpassung, Beim Generator ist aus meiner Sicht Drehzahl proportional zu Spannung, Drehmoment proportional zu Strom. Zum Bremsen brauchts aus meiner Sicht maximales Drehmoment, ergo maximalen Strom und den gibts bei Kurzschluss, dann muss, da hast DU Recht aber die Leistung voll im Generator verheizt werden bis er Strömungsabriss hat ... die Massenträgheit des Rotors natürlich auch und bei der seh ich das Hauptproblem.
Da wirken ungeheure Kräfte.

Hallo zusammen,

Ja, das ist richtig:
Maximale Bremsung, erreicht man mit maximalem Bremsmoment, d.h. Kurzschluss.
Dann ist es so, dass die Bremsleistung ebenfalls maximal ist, aber komplett im Generator abfällt und dort Wärme erzeugt.


Dann hat man sogenannte Leistungsanpassung. Dann teilt sich die Leistung zu 50% im Generator und 50% im Verbraucher
die gesamte Bremsleistung ist dann nur 50 % der Kurzschluss Leistung mit dem Vorteil, dass der Generator nur noch 25 %
der Kurzschlussleistung abbekommt und dem Nachteil dass man nur die Hälfte gegenüber dem Kurzschluss bremst.

Weil Widerstandsläufer kaum 'stallen' (Strömungsabriss), ändert eine elektrische Bremsung nur wenig an der Rotor Leistung.
Bleibt die Rotor Leistung höher als die Bremsleistung dreht der Rotor weiter hoch.

Grüße

Erstmal Danke für die vielen Antworten, das Forum hier ist klasse

Ich glaube ich muss weiter ausholen, und erstmal gewisse Grundsatzfragen und meinen komplettaufbau erklären.

Mein aktueller Ist-Zustand:
Ich hab ein 100W 12 V Solarpanel über einen MPPT-Solarregler an einem 120 AH Solarakku (Bleiakku nass).
Das Panel macht strom, läd den akku, Am Akku hängen Verbraucher die Nachts ca. 4A Strom ziehen. Der Solarregler steuert auch die Verbraucher, sprich abens an, morgens aus, oder bei 60% Akkuladung

Das Windrad soll nun dazu unterstützend laden, zum einen, ist im Winterhalbjahr die Nacht nunmal länger, der Solarstrom weniger, aber öfters wind.

Soll Zustand soll also sein: Windrad und Solarpanel dirket auf Akku. Regeln will ich den Akku über einen Tristar TS45 als Dumplodreglung. Den TS45 habe ich von einem Bekannten gebraucht und funktionstüchtig bekommen, der seine Solarinsel vergrößert hatte und das Ding bei ihm rumlag. Daher Danke schonmal für die Hilfe bei Dumplod-Auslegung etc. die brauch ich auf jeden Fall !

Für den Notfall, (Akku voll / defekt, Reglerausfall etc.) habe ich vor, zwischen Windrad und Akku den kleinem Überspannungsschutz hier aus dem Forum zu verwenden, sprich die Schaltung die bei einstellbarem Spannungswert (15V z.B.) auf einen Dumpload umschaltet, zum einen um die Nachgeschaltete Elektronik zu schützen, zum anderen um das Windrad vor freilauf zu schützen. Der alte Solarregler dient nur noch zum ein und Ausschalten der Verbraucher und als Tiefentladeschutz. So ist mein aktueller Plan.

Das ein Notaus des Windrad elektrisch nicht funktioniert, habe ich bereits kurze Zeit nach installation festgestellt. Mit ordentlich Last bekomme ich die Drehzahl auf jeden Fall messbar reduziert, aber nicht deutlich runtergebremst.

Windmessung meiner Wetterstation auf 8m Höhe (inkl. Jahrhundertsturm) hat einen Max. Wert von 104 khm als Böhe. Das war der wo hier im Umkreis massive Baumbruch und Dachabdekungen erfolgten. Ich liege hinter einer Hügelkuppe, hab keine direkte Windeinströmung aus der Hauptwindrichtung SW bis NW.

Mechanische Bremse ?
Ich habe eine Manuelle Bremse über ein Bremsband um die Rotorwelle. Damit kann ich manuell den Rotor bis auf Stillstand abbremsen und feststellen. Wohl gemerkt Manuell und nicht regelmässig, da kleine Bremsfläche und viel Verschleiß-
Nur dafür dedacht um bei heranziehenden Stürmen die Option zu haben manuell vorher vorsorglich das Windraus ausser Funktion zu nehmen.

Grundsatzfrage 1: Ist meine Zusammenschaltung Wind / Solar mit Dumplodregler so machbar.

Grundsatzfrage 2: ist eine automatische mechanische Bremse nötig ?, In diversen Beiträgen ist öfter erwähnt dass für Widerstandläufer Savonius/C-Rotor eine Bremse nicht erforderlich ist. Wenn ich mal meinen Maximalwind der letzen 4 Jahre nehmen, und mit dem C-Rotor berechnungsprogramm durchrechne komme ich auf 290-u unter Last, ca. 350-u bei Freilauf. Zu Testzwecken mit Motor habe ich den Rotor auf 332 Umdrehungen gehabt. Allerdings angetrieben durch Motor ohne Windeinflüsse, Winddruck, Böen. Erster Eindruck war, dass Umdrehungen in diesem Bereich kein Problem darstellen. Wohl gemerkt " Eindruck" und ging dabei eher darum Unwuchten /Vibrationen etc. festzustellen.

Grundsatzfrage 3: macht Windkraft in meinem speziellen Fall überhaupt Sinn. Jain, da 1. Windlage nicht optimal, und 2. könnte ich meinen etwas höheren Strombedarf ganz simpel durch ein weites Solarpanel und größeren Akku decken.
Aber das Windrad hat primär optische Gründe, ich wollte einfach den hohen unbenutzen Mast im Garten für irgendwas sinnvolles verwenden. Wenn sekudar noch etwas an Strom gelegentlich auf den Akku fließt bin ich voll zufrieden. Bastelleien allgemein machen mir viel Spass und sind für mich ein Ausgleich zum stressigen Berufsleben. Und man lern mit neuen Hobbies ständig was dazu, lernt neue Leute kennen etc.