Asynchronmotor als Generator

[Bernd]

Hallo Leute,
ich will mich in nächster Zeit mal etwas schlau machen welches Potenzial sich beim Einsatz eines
Asynchonmotors als Generator ergibt.
Der Hintergedanke ist der das sich mit Hilfe so eines Asynchrongenerators der Kauf eines Einspeisewechselrichters
sparen lässt. So wie ich das bis jetzt verstanden habe braucht man den Motor, der durch das 230V Hausnnetz
angetrieben wird, einfach nur mechanisch durch Kraftzuführung von außen schneller zu drehen als er selber
im Leerlauf dreht um auf einfachste Weise Strom ins Hausnetz zurück zu speisen.

Vielleicht hat das schon mal jemand gemacht ?

Einen Versuch werde ich aber bald mal machen, ich brauche nur noch einen relativ langsam drehenden
Motor den ich dann zunächst an 230V anschliesse um ihn dann mit einer Bohrmaschine weiter zu beschleunigen.

Es bleibt natürlich die bittere Pille das man ein hoch übersetztes Getriebe benötigt. Trotzdem finde ich es
wert dieses Gebiet mal näher zu erkunden.

Grüsse

Bernd

[bernhard8]

Ohne mir Gedanken über Details gemacht zu haben fällt mir hier ein gewaltig negativer Sicherheitsaspekt ein:
Der Motor müsste ja direkt ans Windrad geflanscht werden (ggf. mit Getriebe), somit liegen die 230V vom Hausnetz irgendwo draussen in der Nähe vom Windrad an. Das könnte gefährlich sein. Erdung und FI muss perfekt funktionieren.

[Bernd]

hmmm... Im Garten ist doch oft sowieso schon 230 Volt. Zum Beispiel für die Terrasse, für den Geräteschuppen,
für die Wegbeleuchtung, für die Außensteckdose für den Elektromäher etc. An sich sehe ich da keine besonderen
Gefahren wenn man ein zusätzliches Kabel zum Windrad verlegt. Klar muss das fachgerecht verlegt angeschlossen
werden, aber das sollte es natürlich immer werden, egal ob am Windrad oder an anderer Stelle.

Würde ich einen Inverter einsetzen würde ich diesen nach Möglichkeit auch so nahe am Windrad wie möglich
montieren um die Kabelverluste im Niederspannungsbereich zu minimieren. Auch dann benötige ich ein
230 Volt Kabel bis zum Inverter beim Windrad. Zumindest würde ich das so machen wenn das Windrad abseits
vom Haus im Garten steht.

Grüsse

Bernd

[bernhard8]

Ich meinte lediglich dass es damit in eine andere Liga geht. Bei den bisherigen kleinen Rädern kommen im Normalfall Spannungen < 50V vor. Diese sind nicht lebensgefährlich. Wenn man mit 230V in der Nähe von Metallteilen arbeitet ist Vorsicht geboten. Immerhin wäre der Generator in dem 230V angeschlossen sind als Metallteil vermutlich direkt metallisch mit dem Mast verbunden.

Nur als Hinweis verstehen, im Falle des Falles muss das jeder selbst entscheiden.

[Bernd]

Der Asynchrongenerator ist ja von Haus aus so aufgebaut das er den einschlägigen Normen entspricht
was Erdung etc anbelangt. Wir bauen so einen Generator ja nicht selber. Er hat also die nötigen Klemmen
für den Schutzleiter etc. Wenn Spannung auf sein Gehäuse gelangt fliegt die Sicherung raus bzw. der FI.
Ich denke daher das der Betrieb eines solchen Asynchrongenerators grundsätzlich an einem Windrad nicht
gefährlich ist als in der Werkstatt. Natürlich muss man sich einige Gedanken machen wie z.B. Feuchtigkeit etc.
Das er fachgerecht angeschlossen werden muss versteht sich von selbst.

Mir geht es jetzt aber erstmal nicht um mögliche Details zur Montage und auch nicht um die Gefährlichkeit
der 230 Volt, die natürlich gegeben ist, sondern eher um das grundsäzliche, ob sich mit diesem Prinzip was
anfangen lässt, ob es für unsere Zwecke Mist ist oder womöglich sogar ein grosser Wurf ist.

Die Chance den ganzen Wechselrichter einzusparen und auch einen teuren Generatorselbstbau einzusparen
und statt dessen einen (wirklich günstigen) stink normalen robusten Asynchronmotor zu verwenden
scheint mir zunächst mal durchaus prüfenswert.

Den grössten Nachteil sehe ich derzeit darin das man dann eine eine fixe Drehzahl gebunden ist.

Grüsse

Bernd

[hammer2000]

Ich sehe da auch das Problem Netzsynchron einzuspeisen.
Dann müsste man dafür sorgen das der Generator nicht zum
Motor wird wenn nicht genügend Leistung vom Windrad kommt.

Das mit der konstanten Drehzahl könnte man doch über ein Variomatik Getiebe machen,
so wie man es z.B. bei Motorrollern macht.


Gruß Manuel

[Bernd]

Richtig, es müsste erkannt werden ob genug Windgeschwindigkeit vorherrscht um den Generator
zuzuschalten bzw. bei zu wenig Wind wieder abzuschalten. Ganz so machen es im Prinzip die grossen
Windräder auch.
Vermutlich liesse sich das recht einfach über eine Drehzahlmessung realisieren.

Auf der anderen Seite ergäbe sich vielleicht sogar ein Vorteil dadurch das der Motor/Generator sehr
anlaufschwache Auftriebsläufer erst mal auf Drehzahl bringen könnte, aber das ist erstmal Zukunftsmusik.
Ab- und Zuschalten wäre aber zweifelsfrei nötig. Das muss ja nicht unbedingt mechanisch erfolgen, es
würde ja reichen wenn man den Generator elektrisch abschaltet.

Grüsse

Bernd

[Roland]

Hallo Bernd !

Wenn Spannung auf sein Gehäuse gelangt fliegt die Sicherung raus bzw. der FI.
Ich denke daher das der Betrieb eines solchen Asynchrongenerators grundsätzlich an einem Windrad nicht
gefährlich ist als in der Werkstatt.

Ich glaube nicht daß der Betrieb nach einem FI- Schutzschalter funktionieren wird, da der FI ja die Summe der Ströme vergleicht. Wenn du also Strom zurückspeist kann das als Fehlerstrom erkannt und zur Abschaltung des FI- Schutzschalters führen.
Ansonsten ist's sicher mal einen Versuch wert !

lg

Roland

[Bernd]

Dieser Versuch ist schon gemacht worden. Meine Einspeiseversuche fanden immer hinter
einem Fi statt und den hat das nicht interessiert. Warum sollte es auch ? Der untersucht nur ob
die Ströme die vorne bei ihm rein gehen auch wieder zurück kommen und das ist ja immer der Fall,
außer es fliesst etwas gegen Erde ab.
Ob durch den FI etwas weniger Strom fliesst weil jetzt eingespeist wird ist dem so lange egal
wie seine Stromsummen passen. Mit anderen Worten, es entsteht kein Fehlerstrom durch die Einspeisung.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Wenn der elektrische Anschluß ordentlich ausgeführt ist (bei Anschluß und Rückspeisung ins Netz muß man offiziell ohnehin einen Elektriker beauftragen) dann spricht nix dagegen.
Damit sich das Ganze rentiert muß das Windrad aber schon sehr groß werden.

Was ich schwierig finde ist die Drehzahl zu halten. Eine Asynchronmaschine läuft nämlich in einem sehr kleinen Drehzahlband rund um die Nenndrehzahl (je nachdem ob als Generator oder Motor betrieben).
Verläßt man diesen Bereich (Nennleistung der Maschine), so steigen erstmal die Ströme stark an und irgendwann fällt die Asynchronmaschine außer Tritt, im Falle des Motors bleibt sie durch die Belastung stehen, im Fall des Generators wird sie vom Antrieb (in dem Fall dem Windrad) weiterbeschleunigt ohne Energie ins Netz zu speisen. Das ist solange kein Problem, solange die Nennleistung der Maschine größer ist als die maximale Leistung des Windrades, kann also bei Stürmen zu einem Problem werden.
Du brauchst also in jedem Fall eine Steuerung, die deine Asynchronmaschine bei zu wenig Wind vom Netz trennt (sonst würde die Asynchronmaschine dein Windrad antreiben.

Die Steuerung ginge aber recht einfach, da im Motorbetrieb die Drehzahl niedriger ist als die Synchrondrehzahl und im Generatorbetrieb höher als die Synchrondrehzahl.
Auch müßte da irgendwo eine mechanische Kupplung rein (um Asynchronmaschine und mechanische Teile zu entlasten).
Die Steuerung hat also grob folgende Aufgaben:
1.) warten bis die Drehzahl des Windrades etwas größer ist als die Synchrondrehzahl
2.) Asynchronmaschine ans Netz schalten (z.B: über einen Schütz).
3.) Warten, bis der Asynchronmaschine seine Nenndrehzahl erreicht hat
4.) mechanische Kupplung zum Windrad schließen => Asynchronmaschine wird vom Windrad beschleunigt und beginnt einzuspeisen
5.) Überwachung der Drehzahl, sobald diese unter Synchrondrehzahl fällt (Windrad dreht sich nicht mehr schnell genug) => mechanische Kupplung zum Windrad trennen und Asynchronmaschine vom Netz trennen.

Zu Rolands Einwand: Den FI juckt es garnicht, in welche Richtung der Strom fließt, solange die Summe der durch ihn fließenden Ströme nicht mehr als seinen Auslösstrom (normalerweise 30mA bei Privathaushalten) von 0 abweicht. Das kann nur passieren, wenn der Strom einen anderen Weg findet, z.B. weil eine Isolierung defekt ist und deswegen Strom über den Erdanschluß abfließen kann oder jemand in den Stromkreis gerät und damit einen alternativen Pfad nach Erde schafft. Für genau diesen Fall ist der FI nämlich gebaut