Wieviel Energie steckt im Wind?

Die Leistung des Windes berechnet sich nach folgender Formel:

Pwind = ½ x V³ x A  (Watt)

V = Windgeschwindigkeit in m/s

A = Nutzfläche in m²

 

Ideen zum Selbstbau

Aus welchen Baugruppen besteht eine Klein- Windkraftanlage?

Beispiel eins:Je nach verwendetem Generator (Permanentmagnet- Generator oder Lichtmaschine) unterscheidet sich der Aufbau geringfügig.
Den einfachsten und preiswertesten Aufbau zeigt die folgende Abbildung.
Als Generator wird hier ein umgewickelter Auto- Generator verwendet. Der im Generator gleichgerichtete Strom wird in einer Batterie gespeichert.
Zur Überwachung des Lade,- und Entladestroms wird ein Amperemeter zwischengeschaltet. Die Batteriespannung wird mittels Voltmeter überwacht oder durch geeignete Laderegler.

 

1. Windrad mit Autogenerator.
2. abgespannter Rohrmast
3. Stromkabel mit großem Querschnitt

4. Ladestrom
5. Batteriespannung
6. Batterie
7. Entladestrom

Vorteil:

Relativ preiswert, da Bauteile vom Schrottplatz -für handwerklich begabte Einsteiger um erste Erfahrungen zu sammeln. 

Nachteil:

Keine Laderegelung vorhanden, Ladevorgang regelmäßig überwachen. (Spannungs-Messung, Säuredichte prüfen) Bei starkem Wind und zu hoher Ladespannung müssen  eventuell mehrere Batterien parallel/ in Reihe angeschlossen werden. Zur Senkung der Batteriespannung müssen evtl. Verbraucher eingeschaltet, oder das Windrad abgeschaltet werden...ungünstige Lösung, aber gut, um erste Erfahrungen zu sammeln. 

Beispiel zwei:Eine Idee mit Permanentmagnet- Generator und Laderegler zeigt die Abbildung unten.
Der vom Generator erzeugte Drehstrom wird gleichgerichtet. Die im Laderegler eingebaute Elektronik überwacht und regelt die Batteriespannung und sorgt somit für einen optimalen Batteriezustand.
Falls die Batterie keine Ladung mehr aufnehmen kann, wird der Überschuss an einem Heizelement (z.B. Brauchwassererwärmung) verheizt, da das Windrad in jedem Fall immer unter Last betrieben werden muss, sonst „geht es durch“.
Der Wechselrichter erzeugt aus der 24 Volt- Systemspannung eine 230 Volt Wechselspannung. (so wie der Strom aus der Steckdose!). Hier sollte auf einen Sinus- Wandler geachtet werden, da einige Geräte mit einer Rechteck- oder modifiziertem Sinus nicht funktionieren...will heißen, den Rauch rauslassen.

Die Anlage umfaßt folgende Bauteile:
1. Windrad mit Generator
2. Mast

3. Stromkabel
4. Laderegler

5. Sicherungen
6. Überlast- Verbraucher (Heizelemente)
7. Spannungswandler von 24 auf 12 Volt
8. Batterie
9. Wechselrichter (24 VDC > 220 VAC)

Hinweis: Die Masse- Leitung wurde durch ein Erdungszeichen ersetzt!

Vorteile:

Da der Laderegler die Überwachung der Ladespannung übernimmt und auch die Verbraucher bei zu niedriger Systemspannung von der Batterie trennt, kann die Anlage ohne regelmäßige Kontrollarbeiten betrieben werden.

Dank Wechselrichter sind herkömmliche 220V ~ Elektrogeräte verwendbar.

Nachteil:

Bauteile sind teurer

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