Einfach zu wenig Leistung

[alex55]

Hallo zusammen
Mich beschäftigt seit ein paar Tagen ein Problem, was mit meinem Darrieus zu tun hat.
Die Anlage produziert nicht die Leistung die es normalerweise liefern sollte.
Daten der Anlage
Naca0018
Rotorblatt 1m
Anstellwinkel 6°
SLZ 1,7
Durchmesser 1,60m
Scheibengenerator
24pol
12volt
0,3 Ohm Wiederstand pro Phase

Das Problem

Im Leerlauf rotiert alles reibungslos, dreht schön hoch, bis die Rotorblätter nicht mehr sichtbar sind. Unter Last sieht die Sache ganz anders aus.
Bis 4m/s ist alles schön ruhig alles was darüber hinausgeht erzeugt ein zischendes Geräusch und die Umdrehungszahl nimmt nur noch langsam zu.
Ich habe das Gefühl als würde der Generator den Rotor abwürgen.
Die letzte Messung ergab 94Watt bei 10m/s und das ist einfach zu wenig für die Rotorgröße.
Habt Ihr Vielleicht eine Idee woran das liegen könnte.

[Bernd]

Hallo Alex und herzlich willkommen bei uns im Forum.
Es freut mich zu hören das du Dir einen Darrieusrotor gebaut hast, auch deine Generatorwerte klingen vielversprechend.
Wir wollen mal versuchen dein Problem zu ergründen.

Ich habe das Gefühl als würde der Generator den Rotor abwürgen.

Genau das denke ich auch und zwar weil es für mich so klingt als wenn du vermutlich die erzeugte Spannung direkt in einen
dicken Bleiakku leitest ? Wenn ja dann ist das zumindest vermutlich der überwiegende Teil deines Problems.
Falls du einen MPPT Laderegler verwendet hättest, also einen intelligenten Laderegler der einen Inverter und eine MPPT oder
Leistungskurvenbasierte Steuerung besitzt, dann wäre das nämlich sehr wahrscheinlich nicht der Fall.

Bei direkter Akkuladung (Generator und simple Gleichrichtung oder einfacher Laderegler) läuft das ganze so ab das ab einer
bestimmten Drehzahl erstmalig wenige Milliampere geladen werden.
Erhöht man nun die Drehzahl um sagen wir 10% erhöht sich die Ladeleistung keineswegs auch um 10%, auch nicht um 20 oder 40 %
sondern um ein vielfaches. Das ist umso krasser je niederohmiger der Generator und umso grösser der Akku ist.
Dieses vielfache an Leistung muss der Repeller erbringen können, was naturgemäß selten bis niemals der Fall sein wird.

Bei direkter Akkuladung liegt die Ladebeginndrehzahl und die Drehzahl für Maximalleistung oft bei weitem nicht so weit
auseinander wie es die Erhöhung der Windgeschwindigkeit, um auf volle Leistung zu kommen, vermuten lässt.

Mit anderen Worten der Repeller wird mehr und mehr überfordert, er wird langsamer, sein Last TSR sinkt mehr und mehr und
es kommt zu erhöhten Stromungsabrissen und das ist genau das "Zischen" das du hörst.
Man könnte auch sagen das die Kurve der zur Verfügung stehenden mechanischen Repellerleistung weniger stark ansteigt als
die Kurve der Ladeleistung pro Drehzahl. Der Rotor wird abgewürgt.

Grüsse

Bernd

[alex55]

Hallo Bernd
Danke für die rasche Antwort und für deinen tipp werde mir noch einen MPPT zulegen dann hoffe ich das dieses Problem gelöst ist.

[Bernd]

Noch etwas:
In meinen eifnachen Versuchen bin ich mit 0 Grad Anstellwinkel immer am besten gefahren.
Ab ca. 2 Grad Anstellwinkel konnte ich eine merkliche Leistungsminderung fest stellen.

Falls du es noch nicht getestet hast würde ich es mal mit 0 Grad Anstellwinkel versuchen.

Sicher keimt in Dir die Frage wie du das lösen kannst was ich weiter oben beschrieben hatte.
So verrückt es klingt könnte ein Widerstand in der Leitung zum Generator trotz seiner Verluste dafür sorgen das
dein Repeller nicht mehr so stark belastet wird und daher viel schneller dreht so das sich unter dem Strich
trotz der Verluste im Widerstand eine höhere Gesamternte ergibt.
Zumindest ist es einen kostengünstigen Versuch wert.
Natürlich gibt es auch noch "bessere" Lösungen, die aber weit teurer sind, also MPPT Inverter die immer den
optimalen Mix aus Strom und Spannungshöhe zur Verfügung stellen können.

Gerne würden wir auch Fotos oder Videos deines Windrades sehen !

Grüsse

Bernd

[alex55]

Wie groß sollte der Wiederstand sein?

[Bernd]

Schwer zu sagen, da musst du ein bisschen experimentieren in dem du ihn z.B. aus Widerstandsdraht oder
auch aus einfachen Stahldraht selber wickelst. Größenordnung so geschätzte 0,3 bis 1,5 Ohm.

Grüsse

Bernd

[alex55]

Hallo Bernd,
ich hätte da noch eine Frage, wie verhält sich das ganze bei einem Gel Akku ist da der widerstand geringer?

[Bernd]

Ich denke nicht. Das Problem würde wohl genauso auftreten.
Ausser einem Spannungsinverter, also einem Wandler mit MPPT Regelung fällt mir keine andere
gute Lösung ein. Leider sind diese MPPT Laderegler/Wandler nicht ganz billig.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Hallo Alex,

da dein Rotor ja 1,6m² hat könnte man ihn schon auf ca 500 Watt ausrichten.
Bernd hat dich ja schon sehr gut berraten.
Zum Thema MPPT Laderegler kann ich dir in ca einer Woche bescheid sagen dann kommt meiner mit einer Leistung von 140Watt bei 12 Volt und 200 bei 24 Volt.
http://schams-solar.de/windmppt.html
Sobald er kommt werde ich ihn detailiert beschreiben und ein paar Bilder rein stellen.
Die Firma ist meines Wissens die einzige die MPPT Laderegler anbietet da würde es auch eine 500 Watt oder 1000 Watt version geben.
Über Bilder deines Windrades würde ich mich sehr freuen

Gruß

Michael

[Bernd]

Übrigens verhilft so ein "intelligenter Laderegler mit Inverter" wie der von Schams dem Windradrepeller
nicht nur zu einer passenderen Drehzahl und damit zu mehr mechanischer Abgabeleistung, auch der Generator
arbeitet dank gleitender und nicht mehr auf Akkuspannung festgenagelter Spannung, zu einem viel viel
besseren Wirkungsgrad bei höheren Leistungen.
Ingesamt sollte das eine erhblich bessere Leistungsausbeute ergeben.

Grüsse

Bernd