Ganz schön viel Aufwand für das bisschen Energie, welche von kleinen Windrädern zu erwarten ist.
Es gibt auch Windräder die mit einem passenden Laderegler zum laden eines 24V Akkus geliefert werden bzw. wird es doch auf “fertige” Laderegler für so etwas geben.
Oder ein Windrad mit einem kleinen Wechselrichter, der dann 230V raus bringt.
Es handelt sich um ein Anpassungsproblem. Ein Elektriker sollte davon in seiner Ausbildung gehört haben.
Für den Laien hier eine kurze Erklärung:
Wir unterscheiden zwischen Spannungs- Strom- und Leistungsanpassung. Im 230V Netz arbeitet man mit Spannungsanpassung. Alle Verbraucher arbeiten mit der gleichen Spannung von 230V und der maximal zulässige Strom wird durch die vorgeschaltete Sicherung bestimmt.
Bei LED-Versorgungen arbeitet man mit einer Stromanpassung. Das LED-Netzteil stellt den Betriebsstrom für die LEDs als Konstantstrom zur Verfügung. Die Leistung wird letztlich durch die Maximalspannung des LED-Konstantstrom-Netzteils begrenzt.
Die Leistungsanpassung findet man z.B. bei NF-Verstärkern. Dabei wird für die Last der Innenwiderstand des Lautsprechers angegeben (z.B. 8 Ohm). Ein solcher Lautsprecher nimmt dann die maximale Leistung vom Verstärker ab. Bei großen Beschallungsanlagen ist das unpraktisch und man arbeitet stattdessen lieber mit Spannungsanpassung (100V-Technik).
PV-Module werden ebenfalls mit Leistungsanpassung betrieben. Für die Anpassung sorgt dabei eine Extremwertregelung, der Maximum Power Point Tracker MPPT.
Soweit zum Thema Anpassung.
Bei der Regelung kennen wir die Spannungsregelung (im englischen mit CV abgekürzt) und die Stromregelung (mit CC abgekürzt). Mit dem MPPT kommt noch die Extremwertregelung dazu. Dabei wird auf einen Extremwert, nämlich den Punkt maximaler Leitung, geregelt.
Wenn man nun einen Windgenerator mit Leistungsanpassung betreiben will, bleibt der Generator letztlich stehen und liefert keine Leistung. In einigen der 100 vorangegangenen Meldungen wird das sehr schön beschrieben. Ein Windgenerator darf man nicht mit Leistungsanpassung betreiben. Der Windgenerator benötigt eine Spannungsanpassung. Dafür haben die Autoren abenteuerlichste Lösungen entwickelt, die mehr oder weniger gut funktionieren. Der Einsatz eines MPPT ist nur bei Leistungsanpassung sinnvoll. Für die benötigte Spannungsanpassung ist ein MPPT einfach ungeeignet (auch wenn man noch einen MPPT herumliegen hat).
Die optimale Lösung für das Problem ist ein “chinesischer MPPT”, den ich einmal “arme-Leute-MPPT” nennen möchte. Dabei handelt es sich um einen Hochsetzschaltregler (Step-Up-Regler), der über eine einstellbare Unterspannungssicherung verfügt. Solche Schaltregler werden in CN als MPPT-Regler angeboten und vertrieben, ohne jedoch ein Tracking durchzuführen. An diesen Reglern gibt es drei Einstellungen:
Der CN-Hersteller empfiehlt nun diese Mindestspannung auf die typische MPP-Spannung des PV-Moduls (lt. Datenblatt) einzustellen. Damit belastet der Regler die Quelle nur bis zum Erreichen dieser eingestellten Mindestspannung und unterlässt das Tracking, wie ein echter MPPT. In der Praxis stellt man bei diesem Regler CV und CC gemäß den Akku-Erfordernissen ein und justiert dann die Mindestspannung so, das bei laufendem Windrad der maximale Ladestrom erreicht wird.
Zusammengefasst: Ein PV-MPPT-Regler ist für die Verwendung an Windgeneratoren ungeeignet, weil ein Windgenerator nicht mit Leistungsanpassung sondern mit Spannungsanpassung betrieben wird.
hallo,
das problem dabei ist, dass sein windrad es nicht einmal schafft, einen dc-step-up-wandler im leerlauf zu versorgen, weil die spannung vollstaendig einbricht! das ist mit sicherheit der bremse im windrad geschuldet!
ein mppt funktioniert sehr gut mit einem windrad. denn wenn die spannung faellt, faellt irgendwann auch die leistung, also wird die spannung wieder erhoeht. es funktioniert nur dann nicht, wenn das windrad im leerlauf nicht einmal die versorgungsleistung fuer den mppt liefert, weil gleich die spannung einbricht und das windrad abgebremst wird.
ein windrad hat genauso eine leistungskurve wie ein pv-modul:
sein windrad liefert aber nur strom. wenn eine bestimmte generatorausgangsspannung ueberschritten wird. wird die unterschritten, wird das windrad extrem stark abgebremst und es fliesst nur noch ein sehr kleiner strom, der weder fuer einen mppt noch einen dc/dc-wandler ausreichend ist!
er muss also nur dafuer sorgen, dass dein generator immer eine bestimmte mindestspannung liefern darf, dann funktioniert das ganze auch mit dem mppt oder er muss einen akku mit einer ausreichend hohen spannung anschliessen und einen mppt, der seine energie auch vom akku beziehen kann!
ansonsten kann er anschliessen, was er will, es wird nicht funktionieren, ausser er geht auf einen 48V akku!
er versucht nur die ganze zeit, die pv-eingangsspannung durch eine reihenschaltung mit einer zusaetzlichen spannungsquelle hoch genug zu bekommen, das kann aber nicht funktionieren, weil das windrad keinen strom liefert und dadurch quase kurzgeschlossen wird, wenn die hilfsspannung hoch genug ist!
tschuess
Nun, ich sehe die Konstruktion mit Strombegrenzungen, Schutzdiode und Node-Red viel komplizierter als eine einfach 30V Pufferbatterie. Ja, von Dir kam die Idee mit den Akkus in Serie auch nicht.
Nochmals, die Spannungsquelle wird mit einer paarallelen Pufferbatterie hochgehalten.
Und bei leichtem Sturm (7m/s) konnte ich dadurch bei 32,7V bis zu 65Watt und insgesamt 300 Wh in ca. 8 Stunden erreichen. Auch stimmt es einfach nicht, dass es zu einem Kurzschluss kommt. Es ergibt sich immer nur das Problem, dass meine 48V Windräder bei 24 oder 12V Akkus eingebremst werden.
Überdies funktioniert das System so wie ich im letzten Post (Lösung) beschrieben habe.
Das ist mir bewusst und habe ich bereits ausprobiert und hat keine Lösung gebracht. Um es nochmals zu wiederholen: 48V Windräder werden durch 24V Batterien bzw. 24V Laderegler (außer dem Victron MPPT) auf die Hälfte der Geschwindigkeit eingebremst und sind daher für meine Konfiguration nicht brauchbar! Und ja, wie beschrieben wird aus der 24V Batterie mit einem kleinen Wechselrichter ins 230V Hausnetz eingespeist. Die von Dir erwähnten Wechselrichter, die direkt aus 48V AC 230V AC generieren (Prinzip SUN-2000G2-WAL), haben einen Trigger von über 46V und sind daher ebenso für mich nicht praktikabel.