Frequenz und Spannung bei Kleinwindkraft

[Pumukel]

Das ist schon richtig, nur vergisst du dabei das dein Generator da nur 5 A als Außenleiterstrom liefern kann. Das bedeutet (400V : Wurzel3)*5 A*3 = 3450 W in Sternschaltung und in Dreieck 400 V *(5A: Wurzel3) *3 = 3450 W
In deinem Fall hast du aber kein 230V/ 400V Netz sondern ein 130V /230V Netz.
Somit hast du in Stern 130 V *5A*3 = 1950W ( 230V : wurzel3 ) *5A*3 und im Dreieck 230V * ( 5A :wurzel3) *3 = 1950W Für dich zum Verständnis 130 V *Wurzel 3 = 225,2 V

 

[Pumukel]

Und nun kommt das Gemeine wenn du deine 3 Heizer in Stern schaltest haben die je 650 W und einen R von 26 Ohm. ( 130V :5A = 26 V:A = 26 Ohm )
Willst du deine Heizer da im Dreieck anschließen haben die auch 650 W aber ca 80 Ohm ! Ansonsten wird dein Generator gnadenlos überlastet. Der Herr Ohm lässt da grüßen.

 

[Thomas F.]

Der Generator kann nur 5 A liefern, und deshalb darf ich doch keinen Verbraucher anschließen der mehr Strom zieht, weil der Generator dann durchbrennt oder eben die Sicherung fliegt. Wenn ich also die Heizung im dreieck anklemmen würde das System nicht funktionieren, richtig?
Gut das dass geklärt ist, jetzt nochmal zu den ersten Fragen: Wie verhält sich ein "normaler" günstiger Stromzähler bei schwankenden Spannung und Frequenz? Mist der irgendwas brauchbares?

 

[Thomas F.]

Die Lösung mit dem Gleichrichter scheint schon Vorteile zu habe. Laut Wikipedia steigt die Spannung bei einfachen dreiphasengleichrichter um den Faktor 1,17 der Außenleiterspannung. Aber wieviel Strom darf da fließen. Wenn es nur 5A wären, hätte man ja leistung verloren.

 

[Pumukel]

Da wirst du wohl kaum was sinnvolles für diesen Spannungsbereich und vor allem für diese Frequenzen finden .
Deshalb ist es auch da besser die 3 Phasen gleich zurichten und die DC Leistung zu zählen.
Denk mal darüber nach warum in einem KFZ eine Drehstromlichtmaschine verbaut wird und warum diese Gleichstrom liefert.
Dreiphasengleichrichter – Wikipedia
Schau dir da mal den B6U an .
Noch ein Hinweis wenn du Gleichrichten willst verschalte deinen Generator im Dreieck und nicht im Stern ! Das senkt die DC Spannung erheblich !

 

[bigdie]

Dem Motorschutz wird das vermutlich nicht gefallen

Oh Mann Fachkenntnis gleich 0
Dem Motorschutz macht das gar nichts. Sind einfach 3 Heizwiderstände mit Bimetall. Einem Heizwiderstand ist Spannung und Frequenz völlig egal, ist nur der Strom von Bedeutung. Einzig die magn. Schnellauslösung für den Kurzschlussfall reagiert anders. Das ist wichtig, wenn du nicht nur den Motor sondern auch einen Stromkreis allgemein damit schützen willst also als Sicherungsersatz. Das spielt aber hier keine Rolle. Wenn auf dem Motor 5A steht und du stellst auf dem Motorschutz 5A ein, dann schützt der den Motor unabhängig von der Frequenz

 

[bigdie]

Gut das dass geklärt ist, jetzt nochmal zu den ersten Fragen: Wie verhält sich ein "normaler" günstiger Stromzähler bei schwankenden Spannung und Frequenz? Mist der irgendwas brauchbares?

Ein Hutschienenzähler wird schon irgend etwas messen, wie genau, weis ich nicht, gibt ja auch unterschiedliche Messverfahren. Ob der aber bei 130V oder weniger überhaupt läuft, kannst du nur probieren. Oder einen einphasigen kaufen und 2 Phasen damit messen und da das Ganze ja symmetrisch ist einfach 1/3 dazu rechnen.

 

[Thomas F.]

@Pumukel
Ich habe mir den B6U angesehen. Der Erhöht die Spannung um den Faktor 2,34, aber mit welchen max. Strom darf ich hier rechnen? Beispiel: Bei dem öffentlichem Netzt erhalte ich über die 3 Phasen 400V und 16A ca. 11kW Leistung. Nach dem Gleichrichten würde ich 538V erhalten, wenn ich dann auch mit 16 A rechne habe ich nur eine Leistung von ca. 8,6A. Wo bleiben die 2,4KW? Oder ist es so, das die Leistung gleich bleibt (was ich ja vermute, abzüglich von Verlusten im Gleichrichter) und die Stromstärke um den Faktor 1,28 auf ca. 20A steigen darf ohne eine Überlastung der Drehstromseite zu verursachen? Dann hätte ich wieder die 11kW.
Eine reduktion der Spannung kann ich durch die Drehzahl des Generator erreichen, der sowieso über einen Zahnriemen angetrieben wird.
@bigdie
Die Erklärung zu dem Motorschutzschalter ist sehr hilfreich. Einen Generator über LSS oder Schmelzsicherungen abzusichern erscheint mir wegen der Reaktionszeit etwas kritisch, oder was meinst du? Zur Zeit tendiere ich zur Gleichrichtervariante und werde den Strom dann im DC-Teil der Anlage messen.

 

[Octavian1977]

Mit der Gleichrichung erhälst Du ja erst mal statt 4 (3L+N) Leiter nur noch zwei.
Also auch nicht mehr 3x Deine 5A sondern nur noch einmal einen Strom.
Der ist dann natürlich auch höher, da sich dieser gleichmäßig auf die drei Phasen aufteilt.

Die Leistung bleibt natürlich gleich, mit Hilfe der neuen Spannung kannst du dann den Strom errechnen.

 

[bigdie]

Einen Generator über LSS oder Schmelzsicherungen abzusichern erscheint mir wegen der Reaktionszeit etwas kritisch

Geht nicht um Zeitkritisch, sondern um den Nennstrom. Sicherungen gibt es nur mit starren abgestuften Werten. 4,5A wirst du z.B. nicht finden. Auch bei Überstrom stirbt der Generator nicht sofort. Auf diese Zeiten ist ein Motorschutzschalter aber abgestimmt.
Zu meiner Lehrzeit hat man noch gelernt die Funktion des Motorschutzes zu testen. Motor einphasig einschalten oder Welle blockieren und dann muss der Motorschutzschalter spätestens nach 20s auslösen. Das hält ein Motor aus. Allerdings nur mit einer längeren Pause nach der Abschaltung. Mit geringer Überlast läuft der auch 1h bis der Motorschutz abschaltet.

Ich habe mir den B6U angesehen. Der Erhöht die Spannung um den Faktor 2,34, aber mit welchen max. Strom darf ich hier rechnen? Beispiel: Bei dem öffentlichem Netzt erhalte ich über die 3 Phasen 400V und 16A ca. 11kW Leistung. Nach dem Gleichrichten würde ich 538V erhalten,

Gleichrichten reicht dazu aber nicht. Da fehlt noch ein Elko hinter dem Gleichrichter um auf diese Spannung zu kommen.

Oder ist es so, das die Leistung gleich bleibt (was ich ja vermute, abzüglich von Verlusten im Gleichrichter)

Die Leistung bleibt gleich

 

[Thomas F.]

Ich habe gerade ausgerechnet, dass ich um 2000W aus meinem Generator zu bekommen eine Spannung von min. 200/116V brauche. nach dem Gleichrichten wären dass 270V. Das ist wohl etwas zu viel für meine 230V Heizstäbe. Wenn ich die Stäbe so inreihe bzw. parallel schalte dass ich auf 39 Ohm komme (1x 26ohm + inreihe 2 parallel geschaltete 26Ohm->13Ohm), würden knapp 7 A fließen und die Stäbe hätten 1870W. Bei 283V auch 2000V. Jetzt ist die Frage Schaden den Stäben die 270V, auch wenn nur 7A fließen (Nennstrom 9,1A)? Aber ich denke solche Experimente werde ich nicht machen.

 

[Octavian1977]

Die Stäbe halten an 230V AC auch 325V Spitze aus.
Problem ist eher der daraus folgende Strom. durch die 6BU Gleichrichtung ist die Schwankung der Spannung nur noch sehr gering.
Ich würde das den Stäben nicht an tun

 

[bigdie]

Keine Ahnung, was du da rechnest, als erstes muß das Windrad die Leistung bringen und erst danach muss man eigentlich über den Rest nachdenken. Und Windräder bringen auch nur bei viel Wind viel Leistung. meist wird wohl eher der umgekehrte Fall eintreten, schaltest du die Heizung ran, bleibt das Rad stehen. Verstehe eh nicht, warum man kostbaren Strom im Boiler verheizt. Ein paar m² Solarthermie bringt da vermutlich mehr.

 

[Thomas F.]

Um heraus zu finden, was das Windrad leistet brauche ich einen Verbraucher. Eine Solarthermieanlage habe ich schon, aber im Winter bringt die nicht viel, deshalb soll dann das Windrad dann unterstützen. Ein Wechselrichter für die Leistung würde sich nicht lohnen denke ich. Außerdem habe ich schon eine Photovoltaikanlage für den Eigenverbrauch. Windstrom wird zur Zeit mit 0,07€/kwh vergütet. Eine kWh Heizenergie ist im Moment teurer.
Es handelt sich hier um ei Hobby, nicht mit dem Anspruch Gewinn zu erzielen, eher weil Spaß mach was zu bauen. Aber ein bisschen Strom solls schon machen. Und wenn die Leistung nicht reicht, mache ich halt größere Rotorblätter.

 

[Pumukel]

Der Vorteil des Gleichrichters ist es ja das er eine Spannung liefert die schon relativ glatt ist und den Elko brauchst du hier nicht. 130 V *Wurzel2 = 184V und dieser Wert mal Wurzel3 ergibt 184V * Wurzel 3 = 368 V
Das ist die Spannung die max entsteht. Wenn du nun 2 gleiche Heizer mit 230 V in Reihe schaltest wird jeder nur mit 184 V belastet. Und nach dem Energieerhaltungssatz ist das was nach dem Gleichrichter raus geht gleich dem Was in ihn reingeht also hast du da auch hinten nur 1950 W >>> 1950W: 368V = 5,3 A
184V : 5,3A = 34,7 Ohm daraus folgt dein Heizer hat einen Gesamtwiderstand von knapp 70 Ohm
Oder anders gesagt dein Heizer hat dann bei 230 V 35 OHM und somit eine Leistung von 230 V *230V :35 Ohm =1500 W du brauchst also 2 1500W Heizstäbe in Reihe an DC !
Und auch die Messung welche Leistung dein Generator dann Abgibt ist kein Problem dafür gibt es DC-Zähler .

 

[bigdie]

Der Vorteil des Gleichrichters ist es ja das er eine Spannung liefert die schon relativ glatt ist und den Elko brauchst du hier nicht

Den Vorteil kann ich nicht erkennen solange man nichts regeln oder steuern will.

 

[patois]

@ TE

Youtube kann nie "wichtig" sein und ist nie frei von Fehlern !

Aber manche Leute glauben aus Fehlern lernen zu können; dieser Spezies wünscht man am besten "good riddance" !

 

[Thomas F.]

@Pumukel
ich komme bei der Rechnung (130xWurzel 2x Wurzel 3) nur auf 318V (oder habe ich etwas übersehen?), damit würden dann mit 52ohm, also 2 x26 Ohm in Reihe klar kommen. Die Sache mit der halben Spannung ist mir jetzt auch aufgefallen.
@patois
Es ist mir schon klar, dass Youtube nicht die sicherste Quelle ist, aber bei solchen Videos hätte ich jetzt keinen Quatsch erwartet. Kannst du mir erklären was in dem Video falsch ist?

 

[Pumukel]

Wenn dein Generator im Dreieck geschaltet ist hast du nur 130 V . >>>> 130V * 1,41 = 184V
Das ist die höchste Spannung und das mal 1,73 macht 318V
Sorry mein Fehler Ändert aber nicht viel ! Denn 2000 V*A : 318V= 6,2 A
dann brauchst du 2 R mit 26 OHM

 

[Thomas F.]

Super, dann kann ich ja doch die vorhandenen Heizstäbe nutzen. Danke für die Hilfe.

Der Aufbau würde dann so aussehen, dass ich direkt nach dem Generator im dreiphasigen Teil einen Motorschutsschalter einbaue, danach den Gleichrichter, dann einen DC-Zähler und einen FI.