Eine Spannungbegrenzung für mein Windrad

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Autor
Eine Spannungbegrenzung für mein Windrad

    







BID = 366572

thEo-riSt

Gerade angekommen


Beiträge: 2
 

  


Ein freundliches Hallo an alle!

Ich habe mir ein Windrad mit einem 3 – Blatt – Repeller gebaut im Durchmesser von 1m und treibe damit dann einen Generator an den ich aus einem alten KFZ Kühler – Gebläsemotor gebaut habe. Jetzt ist es an der Zeit den Anker des Motors / Generator neu zu wickeln!
Denn in seinen original Zustand bringt er bei einer schwachen Briese (3 m/s Windgeschwindigkeit) nur an die 0,8 – 1.0 Volt, Also wenn ich mal einen 12 Volt Akku bei der Windgeschwindigkeit laden möchte, muss ich dich Wicklung des Ankers mindestens um das 12 -13 Fache erhöhen um auf eine Ladespannung zu kommen.

Jetzt kommt aber meine große Frage! Ich habe ja nicht immer nur so schwachen Wind! Und das Windrad kann auch noch schneller drehen! Also kann es auch sein das ich mal bei stärkeren Wind eine fiel zu hohe Ladespannung kommen!

Gibt es nicht eine einfache und kostengünstige Möglichkeit was mit einem Widerstand und einer Diode zu bauen ist, was den Strom noch bis zu einer Spannung von 14.4 Volt zum Akku durch läst und den Strom abdreht wenn die Spannung über 14,4 Volt geht?

Bin sehr dankbar für Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen
Theo

BID = 366596

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13795
Wohnort: 37081 Göttingen

 

  

Das Einfachste wäre ein Drehstromgenerator aus einem KFZ mit Regler; erspart dir viel Arbeit.
Schau doch mal auf einem Schrottplatz nach so einem Teil.
Gruß
Peter

BID = 366602

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
treibe damit dann einen Generator an den ich aus einem alten KFZ Kühler – Gebläsemotor gebaut habe
Warum tust du so etwas, wo es doch leichtlaufendende Drehstromlichtmaschinen gibt ?

Das Problem, weshalb der Gebläsemotor ziemlich ungeeignet ist, liegt aber woanders:
Dein Gebläsemotor als Generator - und auch die Lima- benötigt ein magnetisches Erregerfeld um Spannung bzw. Strom zu liefern.
Idealerweise erzeugt ein Dauermagnet dieses Erregerfeld.
Bei der Lima verwendet man keinen, weil der nicht regelbar ist, und bei größeren Motoren nicht, weil Dauermagnete relativ teuer sind.

Bei den üblichen Elektromotoren sind Feldwicklung und Anker hintereinandergeschaltet. Im Generatorbetrieb liefert der Anker deshalb umso mehr Spannung, je stärker der entnommene Strom ist.
Wenn du keinen Strom entnimmst, also im Leerlauf oder mit vorgeschalteter Diode, wird ein solcher zum Generator umfunktionierter Motor daher auch keine brauchbare Spannung liefern.
Aber wenn du eine Glühlampe als Last anschließt, durch die ja bei jeder Spannung (ausser 0 natürlich) Strom fließt, wird sich die Generatorspannung schnell soweit aufschaukeln, daß die Lampe u.U. durchbrennt.





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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 366638

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg

Es fragt sch jedoch, wie dieser Motor konstruiert ist. Mit Permanentmagneten oder als Reihenschluß-Motor.

Nach dem Umwickeln wird man so oder so von diesem Motor nicht viel Leistung erwarten können. Der Generator wird, vorrausgesetzt es funktioniert überhaupt, etwa 20% bis 30% der Leistung abgegeben können, die er mal als Motor aufgenommen hat. Wenn dieser Motor mal 150W aufgenommen hat, wird die Ausbeute also bestenfalls bei 30 bis 50W liegen. Das ist für einen 1m-Repeller zuwenig. Der wird nicht anständig belastet und kann bei Starkwind durchgehen, bis er auseinanderfliegt.

Das Konzept, den Ladestrom einfach abzuschalten wenn der Akku voll ist, verschlimmert das noch. Nach diesem Prinzip arbeiten z.B. die meisten Solarladeregler. Dann läuft der Repeller leer. Sehr gefährlich!

In der Schriftenreihe "Einfälle statt Abfälle" wird die Thematik Selbstbau-Windrad sehr praxisnah durchgekaut. Kann ich sehr empfehlen!

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 366710

thEo-riSt

Gerade angekommen


Beiträge: 2



Ich danke für die Antworten von euch! Aber alles was ihr geschrieben habt sich Themen die ich schon alles geklärt habe und auch mir durchaus bewusst sind!

UND DAS ALLES BEANTWORTET NICHT MEINE FRAGE!

Ich wollte wissen ob man sich nicht eine einfache Schaltung selber bauen kann mit der man den Ladestrom linear ansteigend in einem Widerstand verbraten kann wenn die Spannung über 14,4 Volt geht!



[ Diese Nachricht wurde geändert von: thEo-riSt am  5 Sep 2006 13:10 ]

BID = 366728

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Mit einem Shuntregler geht das.
Etliche Solarregler arbeiten nach diesem Prinzip.

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BID = 366824

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg

Dort:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

Die Power-Z-Diode gegen Überspannung. Damit kann man überflüssigen Ladestrom verbraten. Simpler geht es eigentlich nicht mehr. Die Transistoren müssen entsprechend der Leistungsfähigkeit der Windmühle dimensioniert und gekühlt werden.

Gruß,
Ltof

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(Hanlon’s Razor)

BID = 367069

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.

Hallo zusammen!
Melde mich auch wieder einmal zu Wort!
Scheiß Baustreß!


Zum Problem:
Ich denke, daß er mit ein permanenterregten Motor schon die richtige Wahl getroffen hat. Über die Leistung muß er sich natürlich noch etwas Gedanken machen.

Bei so kleinen Windfächerern fällt nämlich die zum Erregen benögtigte Leistung gravierend ins Gewicht. Gerade bei Machinen kleinster Leistung ist der Anteil gegenüber der abgegebenen Leistung unverhältnismäßig groß. Jeder der schon mal versucht eine von perl sogenannte "leichtlaufende" Lima von Hand aus (über eine entprechende Übersetzung natürlich) zu drehen, muß feststellen das dies im Leerlauf gut möglich ist. Wenn allerdings auch nur die Leistung die zur Erregung nötig ist entnommen wird (sprich die Maschine auf Spannung gebracht wird), es einem schon fast die Kurbel aus der Hand reißt. Leicht laufen dann nur mehr die Lager, alles andere hängt drann wie eine Klette.

Und genau deswegen verwendet man bei kleinen Windkraftanlagen (auch professionelle mit mehreren Metern Rotordurchmesser) permanenterregte Generatoren (meist Drehstrom). Die daraus entstehende Spannung, die je nach Wetterlage eine wechselnde Frequenz und auch Spannung hat, wird gleichgerichtet und mit einem Wechselrichter ins Nezt eingespeist.

Die Frage ist jetzt, was man am besten dafür adaptieren könnte. Denkbar wäre eine modifizierte Lima, wo man die Erregerwicklung im Polrad durch starke Ringmagneten (Lautsprecher) ersetzt.

Gruß Selfman

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Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

BID = 367150

Peda

Schriftsteller



Beiträge: 891

Power-Z-Diode halt ich für etwas unnötig (aber einfach) weil die Transistoren so bis ca. 70 Watt verbraten müssen.

Ich wär für eine Schaltung bei 13,9 Volt Lastwiderstand 50Watt einschalten ( mit MosFET).
und bei 13,8 Volt ausschalten.
Das ergibt ein schnelles Takten ähnlich einer PWM. Das sorgt für optimales Ladeergebnis.

Nimm nen LM741 (gibts an jeder Ecke) als Komparator.

PS: Nur Bleiakkus mit flüssiger Säure dürfen bis 14,4V geladen werden und auch nicht unbegrenzt.

Blei-Gel Akkus vrtragen nur 13,8V

Gruss Peter

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BID = 367156

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Peda hat am  6 Sep 2006 19:48 geschrieben :

Blei-Gel Akkus vrtragen nur 13,8V

Das stimmt nicht. Es gibt durchaus Blei-Gel-Akkus mit höheren Ladeschluss-Spannungen. Da sollte man sich die Empfehlungen des jeweiligen Akkuherstellers genau durchlesen.

Und: Deine PWM mit Lastwiderstand funzt nicht. Du musst bei vollem Akku auch die volle Leistung des Generators verheizen können. Alternativ kann man nur den Generator selbst kurzschließen (den Akku natürlich nicht!). Dann hat man weniger Probleme mit Abwärme.

Gruß,
Ltof

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am  6 Sep 2006 20:08 ]

BID = 367202

Peda

Schriftsteller



Beiträge: 891


Zitat :
Und: Deine PWM mit Lastwiderstand funzt nicht. Du musst bei vollem Akku auch die volle Leistung des Generators verheizen können. .


Wieso nicht ?!?

Bei 8m/s (viel Wind) hat er bei 100% Wirkungsgrad eine max Leistung von 250 Watt.
bei 30 % bleiben noch 75 Watt übrig. Und für einen 150 Ah Stunden Akku ist es kein Problem auch für 2 Stunden mal 2 Ampere aufzunehmen (auch wenn er voll ist).
kontrollierte Gasung is teilweise auch erwünscht.
Diese Sichtweise gilt natürlich nicht, wenn er an der Nordsee wohnt....

PS: Ich habe nirgends geschrieben, dass es ein 50Watt lastwiderstand unbedingt sein muss.

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BID = 375478

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Peda hat am  6 Sep 2006 21:42 geschrieben :

Wieso nicht ?!?

Stimmt!
Ich hatte Deinen Beitrag missverstanden. Es soll ein Last getaktet hinzugeschaltet werden. Ich würde die Last nicht unterdimensionieren.

Die Power-Z oder etwas ähnliches aktiv geregelt würde ich allerdings bevorzugen. 70W oder mehr sind für ein paar Transistoren auch nicht das Problem.

@selfman
Du hast Recht, die Erregung braucht viel Leistung. Die Erregung einer Lima durch einen Permanentmagneten komplett zu ersetzen, ist leider auch nicht das Gelbe vom Ei. Die Lima wird im Stillstand kleben.

Spaßeshalber hatte ich bei meinem Windrad mit umgewickelter Lima eine Erregung bei niedrigen Drehzahlen extern eingespeist (4,8V Akku). Das Windrad rüttelt und schüttelt sich, bis es irgendwann stehen bleibt. Es darf im Stillstand noch keine nennenswerte Erregung geben. Egal, ob elektrisch oder mit Permanentmagneten.

Handelsübliche Kleinwindkraftanlagen haben eisenlose Generatoren mit starken Permanentmagneten. Da klebt nichts mehr.

Gruß,
Ltof

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BID = 375621

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Peda hat am  6 Sep 2006 21:42 geschrieben :

Bei 8m/s (viel Wind) hat er bei 100% Wirkungsgrad eine max Leistung von 250 Watt.

Wo hast Du das eigentlich her? Ich komme nämlich nur auf etwa 100 Watt (ein ideales Windrad hätte 138 W) an der Generatorwelle.
Nach dem Umwickeln um das 12 bis 13-fache wird vom Generator-Wirkungsgrad nix mehr nach bleiben. Der Innenwiderstand wird zu hoch. Auf eine Ladereglung kann man da getrost verzichten. Das meiste wird im Kupfer verbraten...

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am  6 Okt 2006 18:17 ]

BID = 375904

Peda

Schriftsteller



Beiträge: 891

Ooops Betzschen Faktor vergessen. Alledings komm ich dann auf 150 Watt

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BID = 376109

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg

Jetzt komme ich auf 142W!

Luftdichte: 1,208 kg/m3
Betz: 0,59
V: 8 m/s
Fläche: 0,78 m2

Dilettanten olé!

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