Windenergie am Ende der Welt nutzen

[DS]

Hallo Leute,
ich bräuchte mal ein paar Meinungen von Euch,
Zu den Fakten:
Ich hab mir eine Vetikal Savonius aus zwei alten Resinfässern ( Ölfässern) in einem Stabilen Holzrahmen gebaut (dreht leicht, läuft super da wir sogut wie immer Wind haben).
Als Generator ist ein Permanentmagnetmotor verbaut ( unten am Savonius ist eine 26" Fahradfelge mit Reifen montiert an die der Generator mit einem kleinem Rad drückt
(Reibrad)) der mir schon bei geringem Windaufkommen den Strom liefert.
Wir sitzen hier in Nordamerika in Mitten des Nirgendwo will heißen die Materialbeschaffung gestaltet ich äußerst schwierig und die Auswahl ist sehr eingeschränkt.
Bestellungen werden nicht geliefert oder kommen nie an, jeden Tag improvisieren und das nehmen was Mann hat.
Ich möchte besagtes Windrad richtig gut nutzen und schützen auch die AKKUS die sau teuer sind.
Der erzeugte Strom sollte dann unser Haus mit Licht oder einen Spannungswandler versorgen.

Mein Plan ist: Einen Arduino für das ganze zu nutzen wie folgt,
über den Arduino die Spannung am Generator permanent messen, bei zu wenig oder schwachem Wind also zu geringer Spannung den Generator abkoppeln damit dieser leichter anlaufen kann und bei zu viel Wind also zu hoher Generatorspannung den Generator wieder abkoppeln und kurzschließen damit er eine Bremswirkung auf das Windrad erzeugt. Und bei zu hoher Batteriespannung die Batterieladung abschaltet also vor eier Überladung schützt.
Und im zweiten Schritt an einen anderen kleinen mini DC motor als windgeschwindigkeitsmesser die spannung abgreift und einen mechanischen Aktivator (vieleicht ein E-Magnet) auslöst der das
Windrad bremst (Fahradscheibenbremse) oder über einen zweiten Aktivator gar blockiert. Oder sogar kontaktlos magnetisch bremst.

Was meit Ihr dazu?
Hat das vieleich schon mal jemand gemacht oder Erfahrungen damit ?
Oder vieleicht schon mal nen arduino für sowas programiert?

Grüße von der anderen Seite,
Dirk

[herbk]

Hi Dirk,
ich bastle im Moment an etwas ähnlichen (auch mit nem Arduino als Steuerung), weill ich Akkus laden möchte für die es noch keine "bezahlbaren" Laderegler gibt.

Gedanklich solltest Du das ganze in 2 Baustellen (Akku laden und Akku schützen) aufteilen, dann ist die Realisierung leichter.

Das Laden ist prinzipiell erst mal gar nicht so schwierig. Ich lade seit ein paar Jahren mit meinem kleinen Teststandrotor LiPo's (Einzelzellen aus alten Laptopakkus).
Die Akkus habe ich mit einer Schutzschaltung gegen Über- und Unterladung versehen (20 stück für ca. 10€)., - mehr nicht, das ganze hängt so direkt am Gleichrichter des Genis. Eine Regelung die den Rotor erst mal "hochlaufen" lässt braucht es nicht, das macht der Akku ganz alleine: So lange die Akkuspannung größer ist als die Spannung die vom Geni kommt fließt kein Strom. Wenn kein Strom fließt ist auch keine Last auf dem Geni und der Rotor dreht hoch. Wird die Spannung aus dem Geni höher als die des Akkus fließt dann Strom und die Last bremst den Rotor.
Beim Savonius brauchst Du, wie auch bei anderen Widerstandsläufern, keine Bedenken haben, dass der Rotor ausgebremst wird.

Damit man ein wenig mehr auf Deine Situation eingehen kann, muss man auch ein wenig mehr von Deiner Technik wissen...
Welche Akkus, Typ, Kapazität, Spannung, Einzelzellen oder Blocks
Leerlaufspannung des Genis, - von bis Volt bei den vorherschenden WIndgeschwindigkeiten. Auch 'nen Maximalwert bei viel Wind.
Wie viel Strom kann (darf) Dein Geni liefern ohne dass er durchbrennt.

[DS]

Hallo Herbert,

im Augenblick habe ich eine kleine Solaranlage mit 2x100Watt dieeigentlich ganz gut funktioniert.
die läd problemlos eine Große Autobatterie da die Amerikanischen Batteriebezeichnungen etwas anders sind als die in Deutschland
habe ich versucht bestmöglich rauszulesen Hmmm. drauf steht "Cold cranking Amps 675 " und Reverse capazity (Minutes ) 90 Und die Größe ist 24M

Ein Typenschild vom PMMotor den ich als Generator verbaut habe ich mal fotografiert.
DIese PM Motoren sind hier In Laufbändern verbaut sehr masiv und schwer.

Was ist die Leerlaufspannung (ist das Spannung am Generator und bei welchen Verhältnissen kann ich diese ermitteln ?)

[Famzim]

Hallo DS

Das ist ein 110 V Motor, der 4200 U/min dreht und für 10 A ist.
Da kann man 10 A als Motorstrom einleiten , als Generator wirt er eher 5 A liefern.
Die Lehrlaufspannung ist die Spannung an den Klemmen wenn kein Strom entnommen wirt, also nur die Spannung gemessen wirt.
Dazu das Windrad laufen lassen und die Spannung messen, ist diese über 13 V kann ein Bleiakku (12 V ) geladen werden, über eine Diode gegen Rückstrom, (Entladestrom).

Akkus kann man auch nach Gewicht beurteilen, (Bleiakkus) 20 kg haben etwa eine kwh , also 12 V und 80 Ah,(Amperstunden).

Dioden kann man aus einer alten Drehstromlichmaschine aus bauen, die sind in einer Platte eingepresst, oft ist eine kaput , aber meist nicht alle.
Die kann man mit einem Multimeter durchmessen.
Dazu muß die Wicklung abgelötet werden.
Sie haben dann nur in eine Richtung durchgang, das heist das Multi zeigt einen niedrigen Ohmwert an, in die andere Richtung dann fast unentlich, also megaohm!
Du Brauchst nur eine die noch geht !
Als Bremse kann eine Felgenbremse an das Fahrrad gemacht werden, an die man ein Gewicht hängt zum abstellen.
Oder unten am Savonius ein Seil oder Kette anbringen.

Gruß Aloys.

[DS]

Hallo Aloys,
ichhab mal gemessen, also bei 20 upM des Rotors komme ich schnell auf 12-15 Volt Leerlaufspannung
Meiner Meinung nach währe das leichter Wind so ca. 15-20km/h wenn der Windmesser aufm Dach funktioniert und richtig misst.
Die hat es hier fast immer.

Mein Gedanke war das bremstechnisch etwas kompfortabler zu lösen eventuell regelbar.
Natürlich kann ich den Rotor blockieren wenn ein Sturm kommt (die hat es hier nicht selten geht bis zum Hurrican)
aber ich kann auch nicht nur Babysitter für das Windrad spielen und 24/365 auf das Teil aufpassen.

Wenn dann also mal der Wind bläst (etwas mehr als wenn ich es mit der Hand drehe) kommen dann da gleich mal 15-20Volt und mehr aus dem Generator raus oder mehr.
(Ich konnte das leider noch nicht messen denn so lange steht es noch nicht)
kann ich diese Spannung dann bedenkenlos in den Bleiakku (Autobatterie) pumpen mit Diode ohne Angst zu haben das mir der AKKU um die Ohren fliegt oder zu kochen anfängt oder sowas und ohne das meine Hütte abbrennt ?

[Bernd]

Hallo Dirk, so lange der Akku noch nicht voll ist kannst du die Ausgangsspannung des Generators im Prinzip ohne Gefahr für den Akku direkt einleiten.
Die höhere Spannung wird automatisch zusammen brechen weil der Akku sehr niederohmig ist.
Das "Kochen" fängt der Akku erst dann an wenn er praktisch voll aufgeladen ist.
Da muss man sich dann noch etwas überlegen.
Fürs ausprobieren geht das aber erstmal so.

Der Generator dürfte allerdings Ströme über 10A auf Dauer übel nehmen. Das heisst bei starken Wind könnte der Generator dann evtl. Schaden nehmen.
Ein vorsorglich eingefügter Sicherungsautomat könnte das verhindern.
Ein bisschen muss man sicher experimentieren und schauen wie es läuft.

Gut wäre es wenn du die Spannung und am besten auch den fliessenden Strom messen könntest und dann heißt es vermutlich experimentieren.
Den Strom kann man auch über den "Umweg" einer Spannungsmessung an einem niederohmigen Widerstand messen, durch den der Strom fliesst, falls du
kein Amperemeter zur Verfügung hast.
Da die Strommessung fast interessanter ist als eine reine Spannungsmessung würde ich mir den benötigen "Shuntwiderstand" z.B. aus einem alten Kabel bauen,
dessen Qurschnitt oder Durchmesser des Kupferleiters du kennst. Dann kann man die benötigte Kabellänge zur Erstellung des Shuntwiderstandes berechnen.


Grüße

Bernd