Verbesserung der Datenaufzeichnung

Bisher funktionierte die Datenaufzeichnung mit dem µController ganz simpel: ich nahm jede Minute die aktuellen Messwerte auf und speicherte sie in der Datenbank. Natürlich ist das nicht ideal da es sich nur um Momentaufnahmen handelte. Werte verändern sich ja ziemlich flott sogar innerhalb einer Sekunde.

Jetzt mache ich folgendes: alle Werte werden laufend gemittelt indem ich den letzten Messwert zum aktuellen addiere und durch 2 dividiere. Dadurch ergibt sich eine simple Mittelung der Momentanwerte. Zusätzlich dazu speichere ich jede Sekunde diesen Momentanwert ab und bilde jeweils einen Mittelwert über das Aufzeichnungsintervall von 60 Sekunden.

Allerdings verliert man dadurch die Möglichkeit Spitzenwerte zu erkennen. Deshalb ermittle ich zusätzlich die Maximalwerte innerhalb einer Minute. Diese Maximalwerte sind nun auch in den Grafiken zu sehen, sie sind jeweils etwas heller eingezeichnet.

Als Beispiel sieht man hier das Leistungs-Diagramm von heute:

Die Leistung ist nun in braun eingezeichnet (volle Fläche). Die Windgeschwindigkeit sieht man an der dunkelgrünen Linie. Diese beiden Werte sind Mittelwerte über jeweils eine Minute. Die hellen Linien geben Auskunft über die aufgetrenen Maximalwerte innerhalb einer Minute.

Bei der Windgeschwindigkeit ist nicht viel Unterschied erkennbar da offenbar die Windgeschwindigkeit nicht so stark schwankt. Bei der Leistung gibt es ganz starke Unterschiede. Heute betrug die höchste Momentanleistung (gemittelt über eine Minute) etwa 5 Watt und die Spitzenleistung 22 Watt. Vermutlich ist die starke Schwankung auf meine noch etwas ruckelige Laderegelung zurückzuführen. Diese läuft leider sehr sprunghaft und intensiv an, dadurch werden ziemliche Leistungsspitzen schubweise aus dem Generator entnommen. Ausserdem hängt ja die Leistung von der Windgeschwindigkeit zur dritten Potenz ab. Dadurch wirken sich Schwankungen der Windgeschwindigkeit sehr stark in der Leistung aus.

Verbesserte Ladeschaltung am Windrad

Nachdem der Uni Stress vorbei ist baute ich endlich die neue Ladeschaltung auf. Basis ist ein Schaltregler (SEPIC-Wandler) mit PWM Ansteuerung. Bei Tests daheim kam ich bisher nur auf 70%  Wirkungsgrad, das ist aber allemal besser als der bisherige Linearregler. Das Teil sieht so aus:

Ausserdem habe ich nun 4 kräftige Bleigel Akkus angeschlossen (200Ah). Herzlichen Dank nochmal an Christian Mayrhofer für die Akkus!

 

Bei dieser Gelegenheit räumte ich im Schaltschrank noch etwas auf und baute noch ein energiesparendes LED-Licht mit 3 Watt zur Beleuchtung ein.

Zurück zur Problemstellung: mit dieser Ladeschaltung kann ich nun softwaremässig die Ladeintensität steuern. Ausserdem spielt es keine Rolle ob ich eine niedrigere oder höhere Eingangsspannung als die Batteriespannung zur Verfügung habe. Die ersten Werte sehen gut aus, ab ca. 6 Volt Eingangsspannung (das entspricht nur 60 Umdrehungen pro Minute) konnte ich schon etwas Windenergie in die Akkus pumpen:

 

Die dicke blaue Linie markiert 6Volt Eingangsspannung. Man sieht dass ab dieser Spannung schon Strom (rote Linie) fliesst. Wenn das alles so klappt wie es derzeit aussieht können wir nun schon ab ca. 2-3m/sek Windstärke kleine Energiemengen in unsere Akkus pumpen. Das bedeutet ein vielfaches der Ausbeute weil wir sehr selten starke Winde haben.

Meine Regelung (softwarebasiert) arbeitet nun nach folgender Leistungskurve:

Wobei die Maximalleistung als Parameter einstellbar ist und ich die passenden Werte experimentell herausfinden und konfigurieren möchte.

3. Semester ist vorüber

ENDLICH. In den letzten 3 Wochen hatte ich wieder so ziemlich alle Prüfungen. Speziell die letzten beiden Wochen waren wieder ziemlich anstrengend! So wie's aussieht dürften sich auch positive Noten ausgehen.

Jedenfalls ist in nächster Zeit etwas Arbeit, viel Basteln am Windrad und vor allem Entspannen angesagt!

Ach ja, der Fasching kommt. Vielleicht fällt mir ja noch ne vernünftige Verkleidung ein!

Repeller im Selbstbau

Bei ebay kaufte ich eher per Spass einen 160cm 2-Flügel-Repeller. Das Ding war so einfach aufgebaut dass mein Vater kurzerhand einen weiteren Flügel aus einem Abflussrohr ausschnitt und somit einen 180cm 3-Flügel Repeller  baute.

Aufgrund von Anregungen im Forum http://www.daswindrad.de wollten wir ohnehin so einen "Rohrflügler" basteln.

 

So sieht der selbst gebaute Repeller nun aus. Links oben ist noch ein Original Blatt in Verwendung. Rechts oben und unten ist ein eigenes verbaut.

Jedenfalls lässt sich der Leistungssprung deutlich erkennen:

 

Mit dem 105cm 5-Flügler erreichten wir am letzten Tag zu Spitzenzeiten ca. 40 Watt. Mit dem 180cm 3-Flügler aus dem Abwasserrohr erreichten wir auf Anhieb in der darauffolgenden Nacht Spitzen von 170 Watt!

Das Teil im Einsatz:

Erster selbst "erzeugter" Strom

Gestern wars soweit. Es hat fast 2 Wochen gedauert bis unser Windrad mal wirklich Strom erzeugt hat. Physikalisch richtig formuliert: im Wind war genug Energie um ein bisschen was davon abzuzweigen und in elektrische Energie für die Akku-Ladung umzuwandeln.

Man sieht dass die Generatorspannung (dunkelblaue Linie) erstmals die Akku-Spannung (hellblaue Linie) überschritten hat. Das bedeutet: unser Akku wurde erstmals mit Windenergie geladen.

Gleichzeitig sieht man dass die Generatordrehzahl ungefähr 200 Umdrehungen pro Minute betrug. Jetzt wissen wir also dass für eine Ladung ungefähr 180 Umdrehungen pro Minute nötig sind. Die entnommene Leistung betrug momentan bis ca. 10 Watt.

Klar, diese Erfolge mögen bescheiden klingen, meinen Vater und mich als Projektanten freut es natürlich ganz besonders!

Das Windrad läuft...

Endlich ist es vollbracht. Gestern (Sa 9.1.2010) haben wir das Windrad am dafür vorgesehenen Platz aufgestellt. Herzlichen Dank nochmal an Joachim Schlagnitweit, Roland Baumann und vor allem meinen Vater für die Hilfe!

Mein Vater hat den mechanischen Part einmalig umgesetzt. Er hat die ganze Konstruktion aus Metall gebaut und sich vor allem gut überlegt wo und wie wir das ganze installieren.

Seit gestern läuft auch die Überwachung und Regelung. Jeder kann sich auch hier unsere Erkenntnisse und Erfahrungen selbst ansehen. Unter folgendem Link findet man mehr Informationen über das Projekt und vor allem laufende Messergebnisse sehen: http://www.scheisstechnik.at/windrad

Erste Erfolge beim Windrad

Mein Vater und ich arbeiten gerade daran ein kleines Windrad zur Stromerzeugung im Garten aufzustellen. Mein Vater kümmert sich um die gesamte Mechanik, ich um den elektrischen Part. Wie zu erwarten ist er schon ziemlich fertig, seit heute steht die Konstruktion für erste Tests im Garten.

Ich selbst kämpfe noch immer mit der Elektronik. Jedenfalls bin ich jetzt wieder elektronisch aktiv: