Kurzschlussbremse

[seb]

Hallo an Alle,

Für die Planung meines künftigen Windrades suche ich noch nach einer guten Möglichkeit der Sturmsicherung.
Nachdem ich schon allerlei mechanische Varianten überdacht habe gäbe es ja noch den elektrischen Weg:

Vom Modellbau her kenne ich für Elektromotore die "Kurzschlussbremse".
Hier werden die Wicklungen des Motors kurzgeschlossen und der induzierte Strom bremst den Motor ab.

Gibt es so etwas auch in abgeschwächter Form für Windräder? (da habe ich noch gar keine Ahnung)
Ich stelle es mir wie eine Art Kaskade aus Leistungswiderständen vor die nacheinander durchgeschaltet werden können bis zum
Vollkurzschluss.

Habt ihr da Erfahrungen???

Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Ja Bernhard bremst sein 3m Windrad glaube ich auch so oder hat es vor.
Auch für das bekannte "Black 300" wird ein Bremsmodul angeboten.
So eine Bremsmöglichkeit ist auch in diversen Wechselrichtern vorgesehen.
Du siehst die Idee ist tatsächlich schon im Einsatz.

Wichtig ist, das hast du ja auch selber schon gesagt, das man nicht schlagartig bremst
sonst kann es sein das es einem das Windrad zerreisst oder die Schaltmimik oder
irgendwelche Mechanik.
Beim Black machen die es wohl so das sie Heißleiter einsetzen die zu einem sanften
Bremsmanöver führen. Hat wohl auch den Vorteil das man die Kontakte schont falls
man mit einem Relais schaltet.
Wichtig ist auch das man bremst solange die Drehzahl noch nicht über den "Point of no return"
drüber ist, also der Punkt ab dem der Generator zu schwach wäre die Drehzahl zu reduzieren.

Grüsse

Bernd

[bernhard8]

Möglich ists ganz sicher. Wie von Bernd angesprochen: ich mache das so.

Allerdings muss der Generator dafür auch effizient genug im Vergleich zum Rotor sein. Ich weiss dass meine Lösung am Limit arbeitet (3m Rotordurchmesser und 3,5kW Generator mit Innenwiderstand von ca. 0.5Ohm). Ich wohne in einem vermutlich eher windschwachen Gebiet, deswegen hoffe ich damit durchzukommen. Bei 20m/sek Windgeschwindigkeit hab ich das ganze noch nicht erlebt. Bis 13m/sek hatte ich bisher keine Probleme.

Allerdings dreht mein Rotor bei 13m/sek und voll angezogener Bremse (praktisch beinahe Kurzschluss) auf über 350 U/min hoch. Ich weiss dass ich in dieser Situation nichtmehr mehr bremsen kann. Deswegen sieht man hier deutlich die Grenzen.

Einfacher Trockentest: schliesse deinen Generator kurz und versuche die Welle zu drehen. Bei mir ist das mit der Hand kaum möglich, trotzdem tritt die Situation wie oben beschrieben ein weil der Wind soviel Kraft entwickelt.

Nochwas: das ganze wird nur mit erregtem Generator funktionieren. Meiner ist permanent erregt (durch Magnete). Mit einem fremderregten Generator (wie zb. Autolichtmaschine) würde ich das nicht machen weil man ja gar nicht bremsen kann falls die Erregung ausfallen sollte.

Meine Empfehlung: falls dein Rotor etwas grösser wird würde ich ihn zusätzlich aus dem Wind drehen. Das geht noch einfacher als eine zusätzliche mechanische Bremse einzubauen.

[finn]

Aus dem wind drehen ist bei Vertikalwindrädern nur immer sone Sache

[Bernd]

Uiiii das dein grosser Rotor doch noch mit 350 U/min dreht bei 13m/s wenn du die Bremse anziehst hätte ich nicht gedacht.
Wie schnelll würde er denn regulär ungefähr drehen bei 13m/s ?
Bei einer angenommenen Schnelllaufzhal von 6 müssten es ca. 500 U/min sein, also nicht wesentlich mehr.

Also aus dem Bauch heraus würde ich tippen das diese Windgeschwindigkeit schon fast der angesprochene
"Point of no return" sein könnte.

Ich habe hier jedes Jahr mind. einmal so ein kurzes Unwetter mit Orkanstärke um die 30m/s.
Da würde es sicher schwierig werden, kommt natürlich immer auf das Verhältnis von Generatorbremsleistung
und Rotorleistung an.

Grüsse

Bernd

[seb]

Danke für die Antworten.

Ja, die Sache nützt nur was, wenn der Generator ggü. dem Windrad nicht zu schwach ist.
Zumal ich mir vorstellen könnte, daß die thermische Belastung für den Generator auf Dauer gehörig groß sein muß.

Gibts noch andere elektrische Lösungen zur Windsicherung?
(...oder: wie bremse ich einen großen Darrieus?)

Liebe Grüße

Seb.

[Bernd]

Der Trick ist der das man den Rotor soweit abbremst das er kaum mehr Leistung produziert.
Das gelingt bei Auftriebsläufern relativ einfach, denn deren Leistung bricht stark zusammen
wenn sie mit viel zu kleiner Drehzahl, also einem viel zu kleinem TSR, betrieben werden.
Wenn man einen ganzen Sturm lang nur elektrisch bremsen will dann muss man es hinbekommen
das die Drehzahl sehr deutlich in sich zusammen bricht, sonst wird der Generator irgendwann
durchbrennen.

Bei Lenz, C-Rotor und Savonius hat man grössere Probleme diese rein elektrisch zu bremsen,
denn deren Drehmoment steigt beim Abbremsen stark an so das sich das Windrad gegen die
Abbremsung "wehrt".

Grüsse

Bernd

[seb]

Stimmt.....interessant.

Man könnte es auch machen wie die Bahn.

Die bremsen ihre ICE´s mittels Wirbelstrom ab, d.h. an den Achsen sind Aluminiumscheiben die mit Spulen
umgeben sind. Soll gebremst werden, so werden die Spulen unter Strom gesetzt und durch die Wirbelströme
bremst das Ganze ab.

....?

Seb.

[Bernd]

Im Prinzip ist das nichts anderes wenn man mit einem Generator bremst.
Bei der Bahn wird die Aluminiumscheibe warm, beim Windrad die Generatorspulen.
Den Aufwand einer zusätzlichen wirklichen Wirbelstrombremse, also weitere
teure Magnete, mechanische Lösung für das Verfahren der Magnete etc. würde
ich mir sparen. Dann lieber einen belastbareren Generator verwenden.

Grüsse

Bernd