nachdem ich jetzt glücklicher Weise meine Auslegungen abgeschlossen habe, kann ich mich mit der Umsetzung der mechanischen Konstruktion widmen, meiner Kernkompetenz
. Das mit dem Generator selber bauen, lass ich Mal lieber.Also meine Auslegung der Anlage sieht folgender Maßen aus:
Ich verwende einen Mastervolt 500 zum Einspeisen des Stroms ist Hausnetz.
Als Generator verwende ich einen 250 Watt Fahrradnabenmotor. z.B. diesen hier: http://www.dmg-movement.de/Dokumente/Motordaten%20250W-36V.pdf
Wenn ich die Leistungsdiagramme richtig gelesen habe besitzt die Spule einen Innenwiederstand von 0,9 Ohm.
Meine effektive Fläche des Windrades wird 0,6 qm betragen.
Dann erreiche ich bei 6m/s Windgeschwingigkeit mit einem Wirkungsgrad von 50% (ist vermutlich etwas hoch gegriffen) eine Leistung von 38 Watt. Das reicht gerade so für den Leerlauf bei 300 U/min.
Meine notwendige Getriebeübersetzung bei einem Rotordurchmesser von 0,6m und einer Schnelllaufzahl von etwa 0,5 beträgt dann
6m/s / 0,6m / 3,14 * 0,5 = 1,6 U/s das entspricht 95 U/min
Da der Motor 300 U/min benötigt liegt die Übersetzung bei etwa 3,14.
Die Spannung beträgt dann 38 Volt, was über der Mindestspannung von 35 V des Mastervolts liegt, der nun das Einspeisen aufnehmen kann.
Die Leistungskurve kann dem Rotor angepasst werden, so dass die Leistung abgenommen werden kann, wenn die Spannung linear zur Windgeschwindigkeit steigt.
Bei doppelter Geschwindigkeit,
sprich 12 m/s kann die Windkraftanlage etwa 317 W (50% Wirkungsgrad) aus dem Wind entnehmen, das entspricht dann 76 V bei 4,2 A.
Bei 14 m/s ist die maximale Leistung von 500 W erreicht, das entspricht 88V und 5,6 A
Ich gehe davon aus, dass der Mastervolt, dann die Stromabnahme zurücknimmt wenn die Spannung weiter steigt, in dem er seinen Innenwiderstand erhöht.
Das wären dann bei 18m/s 110V und 4,5 A.
Danach bremst das Bremsmodul BR3 http://www.miracle-moon.de/shop/windenergie/bremsmodul-br3-windgeneratoren-netzeinspeisung.php5 indem es den Strom erhöht und dadurch die Geschwindigkeit des Windrades konstant hält.
Nachdem der Innenwiderstand des Nabenmotors etwa 0,9 Ohm ist, wird die elektrische Verlustleistung bei 5 A etwa 25 Watt betragen, das sind 5% der Abgabeleistung. Das finde ich sehr gut. Es kommen ja noch genug andere Verluste dazu
.So, dann bräuchte ich nach dem Mastervolt 490 Euro, Bremsmodul 155 Euro und dem Nabenmotor 220 Euro "nur" noch den Rotor.
Ich bin gerade am Dimensionieren der Rotorblätter. Nachdem meine Fahrradfelge, die ich verwenden will 0,6 m Durchmesser hat komme ich genau auf 1m Höhe der Rotorblätter.
Die Breite ist von der Anzahl abhängig. Der letzte Stand im anderen Thread waren 5 Rotorblätter. http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=4&t=1073&start=40
Ich habe es Mal mit 3 Rotorblättern durchgerechnet und die Wirkflächen der Rotorblätter in verschiedenen Winkelstellungen addiert.
Die Differenz liegt zwischen 1,72-facher und 2,64-facher Rotorblattbreite.
Beim Faktor 1,72 liegen die Rotorblätter auch noch im eigenen Windschatten. Sprich, der wird noch kleiner ausfallen und somit eine schwellende Belastung von etwa Faktor 2 auftreten!!!
Mal sehen, was meine Berechnungen mit 5 Rotorblättern ergeben.
Wäre lieb von Euch, wenn Ihr Mal drüber schauen könntet, ob ich da nicht irgend etwas falsch gedacht oder gerechnet habe.
Vielen Dank
Richard
. Aber da ich ja die Übersetzung des Getriebes frei wählen kann und die Generatorkennlinie im Wechselrichter anpassen kann, erhöhe ich das Übersetzungsverhältnis auf etwa 6:1 . Dann erreiche ich die nötige Einspeisespannung bei bereits 3m/s Windgeschwindigkeit.
