Hallo alle, ich bin dabei, mir für ein Boot ein vertikales Windrad mit Generator zu bauen. Windräder haben ein natürliches Problem bei der Nutzung der erzeugten Energie. Die Spannung folgt dem Hohen Drehzahlunterschieden (wenig Wind, viel Wind). Meine Idee ist, Beim Generator pro Phase je 8 Spulen zu bauen, die dann über eine Microprozessorsteuerung stufenweise bei Erhöhung der Drehzahl von seriel zu parallel geschaltet werden sollen. Die PhotoMOS-Bausteine sollen über etwas ähnliches wie dem C-Control gesteuert werden. Als Erschwernis soll der Strom so begrenzt werden, dass das Anlaufen bei leichtem Wind nicht gleich durch den Versuch, vollen Strom für die Ladung de Batterien zu ziehen, wieder gebremst wird. Nun sind meine Kenntnisse im Elektronikbereich nur unwesentlich über Transistorschaltungen hinausgekommen. Ich kann zwar ein grundsätzliches Schaltbild zeichnen, aber die tatsächliche Umsetzung in professioneller Art und Weise würde einen langen Lernpfad für mich bedeuten. Da das ganze Projekt sowieso schon viel Aufwand bedeutet, suche ich nun jemand mit Spass an solchen Basteleien. Ruhm, Ehre und Geld kann ich nicht bieten. Die Materialkosten werden selbstverständlich von mir getragen. Das Ganze wird dann im Windradforum und parallel hier veröffentlicht. Gruss Fiedje
Fiedje E. schrieb: > Die Spannung folgt dem Hohen Drehzahlunterschieden > (wenig Wind, viel Wind). Meine Idee ist, Beim Generator pro Phase je 8 > Spulen zu bauen, die dann über eine Microprozessorsteuerung stufenweise > bei Erhöhung der Drehzahl von seriel zu parallel geschaltet werden > sollen. Du musst ja so und so gleichrichten. Da ist es relativ egal mit welcher Frequenz der Strom ankommt. Entscheidend ist ein guter Spannungwandler und ein gutes Ladegerät welches den Akku lädt. Fiedje E. schrieb: > Die PhotoMOS-Bausteine sollen über etwas ähnliches wie dem > C-Control gesteuert werden. Schwachsinn. PhotoMOS sind für solche Ströme nicht bezahlbar. C-Control ist Murks. Ich würde an deiner Stelle einen AVR nehmen und das AVR Tutorial hier lesen. Alternativ: PIC Microncontroller + Relais mit Treibertransistor. Siehe Tutorial. Fiedje E. schrieb: > Als Erschwernis soll der Strom so begrenzt werden, dass das Anlaufen bei > leichtem Wind nicht gleich durch den Versuch, vollen Strom für die > Ladung de Batterien zu ziehen, wieder gebremst wird. eine interessante Idee nur leider völlig sinnlos ... Fiedje E. schrieb: > Nun sind meine Kenntnisse im Elektronikbereich nur unwesentlich über > Transistorschaltungen hinausgekommen. Ich kann zwar ein grundsätzliches > Schaltbild zeichnen, aber die tatsächliche Umsetzung in professioneller > Art und Weise würde einen langen Lernpfad für mich bedeuten. Darum das AVR Tutorial. Fiedje E. schrieb: > Da das ganze Projekt sowieso schon viel Aufwand bedeutet, suche ich nun > jemand mit Spass an solchen Basteleien. Ruhm, Ehre und Geld kann ich > nicht bieten. Die Materialkosten werden selbstverständlich von mir > getragen. Ich find die Idee prinzipiell gut. In meinen Ohren klingt es aber eher so: 'Suche Doofen der mir kostenlos eine passende Schaltung entwickelt die ich dann weiterverarbeite'. Sei mir nicht böse aber kostenlose Entwicklungsarbeit gibt's selten. Wenn du zumindest etwas Ahnung von der Materie hättest könnte man noch sagen ja okay aber es klingt eher so als ob du nicht die Lust verspüren würdest selbst in diese Richtung zu entwickeln. Es gibt im Übrigen im www einige gute Projekte die das schon umgesetzt haben und die z.T. ihre Generatoren selbst bauen (wickeln, etc). Es wäre sicher sinnvoll sich mit sowas zu beschäftigen um sich dann zu überlegen, ob die Ideen die einem im Kopf umherschwirren auch realisierbar sind und ob sie Sinn ergeben. Gruß http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial
Fiedje E. schrieb: > ich bin dabei, mir für ein Boot ein vertikales Windrad mit Generator zu > bauen. Savonius-Rotor ? Die Idee ist ganz gut.Der Savonius-Rotor läuft auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten an und ist unabhängig von der Windrichtung.Allerdings sollte man immer daran denken das die Natur auch extreme Kräfte aufbringen kann.
Das ganze nennt sich MPPT. Muss aber etwas langsamer als bei Solarzellen realisiert werden, weil sonst die träge rotierende Masse "maximiert" wird. Ist die Schaltung korrekt dimensioniert wird dein Energiespeicher optimal geladen. Idee: Generatorspannung gleichrichten, kleiner Kondensator zum puffern. Mit AVR o.ä. auf der Eingangsseite U, I und f messen. Für f: Eine der Generatoradern, z.B. auf den analog comparator legen und Nulldurchgang erkennen. Oder auf einen timer legen, der incrementiert bei Flanke. Für U: Spannungsteiler am Eingang für I: Shunt in die Masseleitung. Mit AVR differentiell messen, 200x Verstärkung. Genaue größe des Shunts ist unwichtig, kann auch ein Kabel sein. Mit dem avr dann einen Schaltwandler aufbauen: OCRx[A,B] - Pegelwandler 0-12V - Mosfettreiber - {mosfet, spule, Diode}. Die Anordnung der letzten drei ergibt den wandler deiner Wahl, z.B. boost, step down, buck-boost. Der Massebezug ist dabei nicht wichtig, d.h. wenn man beim Treiber sparen möchte kann man Masse schalten und Plus ist gemeinsam mit dem Verbraucher (Akku). Die Akkuspannung kann man ebenfalls per Spannungsteiler messen. Gespeichert werden f, U*I und DutyCycle. Aus den werten eine lineare, oder stückweise lineare Funktion für den Dutycycle errechnen. Damit hat man dann schon einen guten MPPT für Windräder. Verfeinern kann man das mit einer Regelung, die auch Alterungserscheinungen o.ä. vorbeugt. Einen weiteren Pin des AVRs sollte man für eine (oder mehrere) dump Lasten steuern. Diese können auch sinnvoll sein, z.B. eine Heizung auf dem Boot. Oder ein Teekocher. Oder eine Glühbirne. Da dies der einzige wirklich wichtige Teil der Schaltung ist sollte man ihn auch noch einmal diskret ausführen, z.B. mit Z-Diode und BJT. PS: Savonius Rotoren bzw. ihre Generatoren sind aufgrund der geringen Drehzahlen unwirtschaftlich. Außerdem ist P ~ r, dagegen ist bei HAWT P ~ r².
Lehrmann Michael schrieb: ..... > Fiedje E. schrieb: >> Die PhotoMOS-Bausteine sollen über etwas ähnliches wie dem >> C-Control gesteuert werden. > > Schwachsinn. PhotoMOS sind für solche Ströme nicht bezahlbar. C-Control > ist Murks. Ich würde an deiner Stelle einen AVR nehmen und das AVR > Tutorial hier lesen. Alternativ: PIC Microncontroller + Relais mit > Treibertransistor. Siehe Tutorial. > > Fiedje E. schrieb: >> Als Erschwernis soll der Strom so begrenzt werden, dass das Anlaufen bei >> leichtem Wind nicht gleich durch den Versuch, vollen Strom für die >> Ladung de Batterien zu ziehen, wieder gebremst wird. > > eine interessante Idee nur leider völlig sinnlos ... > Fiedje E. schrieb: >> Da das ganze Projekt sowieso schon viel Aufwand bedeutet, suche ich nun >> jemand mit Spass an solchen Basteleien. Ruhm, Ehre und Geld kann ich >> nicht bieten. Die Materialkosten werden selbstverständlich von mir >> getragen. > > Ich find die Idee prinzipiell gut. In meinen Ohren klingt es aber eher > so: 'Suche Doofen der mir kostenlos eine passende Schaltung entwickelt > die ich dann weiterverarbeite'. Sei mir nicht böse aber kostenlose > Entwicklungsarbeit gibt's selten. Wenn du zumindest etwas Ahnung von der > Materie hättest könnte man noch sagen ja okay aber es klingt eher so als > ob du nicht die Lust verspüren würdest selbst in diese Richtung zu > entwickeln. > > Es gibt im Übrigen im www einige gute Projekte die das schon umgesetzt > haben und die z.T. ihre Generatoren selbst bauen (wickeln, etc). Es wäre > sicher sinnvoll sich mit sowas zu beschäftigen um sich dann zu > überlegen, ob die Ideen die einem im Kopf umherschwirren auch > realisierbar sind und ob sie Sinn ergeben. > > > Gruß > > http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial Nach einer Analyse meiner Beweggründe habe ich nicht gefragt. Aber zu Deiner Beruhigung: 1. baue ich das komplette Windrad selbst incl. des Generators 2. auch die Spulen für den Windgenerator werde ich selbst wickeln 3. da ich das veröffentliche, geht dein Ansastz, dass ich das dann weiterverarbeite ins Leere, es steht allen, die es danach verwenden mögen, zu verfügung, incl. der Konstruktionspläne. Weil ich mich mit der Materie beschäftigt habe, kam ich zu dem Ansatz, dass Step-Up-/Step-Down-Wandler keinen guten Wirkungsgrad haben, geschweige denn in dem Bereich, der nötig ist, verfügbar sind. Interessant finde ich, dass Du Bauteile als unbrauchbar ablehnst, bevor Du die Dimension des Windrades kennst. Gruss Fiedje
Hallo, den anderen danke ich für die Beiträge. Mit diesen Themen habe ich schon länger beschäftigt. Danke für die Hinweise auf die bessere Alternativen. Ich werde mich erst mal damit beschäftigen und mich ggf. wieder melden. Gruss Fiedje
Fiedje E. schrieb: > Weil ich mich mit der Materie beschäftigt habe, kam ich zu dem Ansatz, > dass Step-Up-/Step-Down-Wandler keinen guten Wirkungsgrad haben, > geschweige denn in dem Bereich, der nötig ist, verfügbar sind. Das ist schlichtweg Unsinn. Entschuldige.
Knut Ballhause schrieb: >> Weil ich mich mit der Materie beschäftigt habe, kam ich zu dem Ansatz, > >> dass Step-Up-/Step-Down-Wandler keinen guten Wirkungsgrad haben, > >> geschweige denn in dem Bereich, der nötig ist, verfügbar sind. > Das ist schlichtweg Unsinn. Entschuldige. Na, Ja. So heftig würde ich es nicht sagen. Wenn man den Wirkungsgrad von zwei Relaiskontakten mit dem Wirkungsgrad eines Step-Up-/Step-Down-Wandler vergleicht ist der Wirkungsgrad des Wandlers natürlich schlecht. Die Frage ist vieleicht eher, ob man durch die Umschaltung auf den Wandler ganz verzichten kann, oder ob man den am Ende doch wieder braucht. Axel
Fiedje E. schrieb: > bevor Du die Dimension des Windrades kennst. Wie sind denn nun die Dimensionen? Für ein Boot, da würde ich mal auf 100W Bereich tippen. Wie sieht die Spannungskennlinie aus? Welche Leistung kann das Windrad, was kann der Generator? Axel
> PS: Savonius Rotoren bzw. ihre Generatoren sind aufgrund der geringen > Drehzahlen unwirtschaftlich. http://www.youtube.com/watch?v=mw1FPLptY8g http://www.youtube.com/watch?v=rLa_NY5U1nk
Hast Du bei der Idee die gyroskopischen Kräfte und die Wasserbewegung berücksichtigt?
Düsendieb schrieb: > Fiedje E. schrieb: >> bevor Du die Dimension des Windrades kennst. > > Wie sind denn nun die Dimensionen? > Für ein Boot, da würde ich mal auf 100W Bereich tippen. Es ist ein Lenz 2 Windrad 80cm x 80cm, die berechnete mechanische Leistung geht von 5 m/s mit 16 W bis 20 m/s mit 500W mit reduziertem Rotor (stufenweise verkleinerbar) > > Wie sieht die Spannungskennlinie aus? > Welche Leistung kann das Windrad, was kann der Generator? Der Generator soll nur bis zu einer noch festzulegenden Leistung genutzt werden. Theoreisch soll er aber den o.g. Leistungsbereich abdecken. > > Axel Gruss Fiedje
Aha. Und fuer allenfalls staerkeren Wind kommt eine hydraulische Bremse zum Zuge ?
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tex schrieb: > Hast Du bei der Idee die gyroskopischen Kräfte und die Wasserbewegung > berücksichtigt? Hallo, ja, habe ich berücksichtigt. Um die Adition von Wind und Wasserkräften(Bewegung des Bootes) berechenbar zu halten, achte ich auf niedrigstes Gewicht (Carbon). Zusätzlich gibt es 2 Stufen, die trennbar werden. Beide Stufen werden nur bei beaufsichtigem Betrieb genutzt.
Knut Ballhause schrieb: > Fiedje E. schrieb: >> 500W > > Wie war das noch gleich mit den PhotoMOS Relais... Deswegen die Anmerkung: der tatsächlich genutze Leistungsbereich muss noch festgelegt werden. Diese Windstärken zu nutzen sind nicht mein Ziel.
A...aha Soooo. schrieb: > Aha. Und fuer allenfalls staerkeren Wind kommt eine hydraulische Bremse > zum Zuge ? Nun, Erfahrungen mit Lenz-Windrädern gibt es durchaus. Dabei stellte sich bisher heraus, dass bei entsprechender Auslegungen die entstehenden Verwirbelungen als Sturmsicherung reichen. Natürlich würde ich das Windrad erst mal an einer sicheren, möglichst windreichen Stelle, ohne die Möglichkeit jemand zu gefährden, ein Jahr stehen(drehen) lassen. Gruss Fiedje
Fiedje E. schrieb: > Knut Ballhause schrieb: >> Fiedje E. schrieb: >>> 500W >> >> Wie war das noch gleich mit den PhotoMOS Relais... > Deswegen die Anmerkung: der tatsächlich genutze Leistungsbereich muss > noch festgelegt werden. Diese Windstärken zu nutzen sind nicht mein > Ziel. ... und noch vergessen zu erwähnen: verteilt auf 3 Phasen Gruss Fiedje
Wie viele Spulen gedenkst Du denn bei dem Langsamläufer zu verwenden?
Knut Ballhause schrieb: > Wie viele Spulen gedenkst Du denn bei dem Langsamläufer zu verwenden? 8 pro Phase
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Knut Ballhause schrieb: > Fiedje E. schrieb: >> 8 pro Phase > > Und das soll reichen? Hmmm... ja, bei 60 U/Min gibt das in Reihe genug Spannung (>16V) und ideal für 4 Schaltstufen...+ Die verschiedenen Schaltzustände sind untereinander aufgeführt. Der Einfachheit halber als Relaiskontakte.. soll natürlich elektronisch geregelt werden.
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