Onderwerp: Opzoek naar 3 fase laadregelaar

Werkt een PV-MPPT algoritme anders?

Erik,

Heb je ook overwogen om heel simpel alleen een gelijkrichter te gebruiken, zonder regulator en DC van diodeblok rechtstreeks op de battery bank?
Als je de wind generator alleen gebruikt als je op de boot bent en voornamelijk voor bulk laden, dan zou je alleen een voltage sensor met alarm kunnen gebruiken en een DPDT kortsluit schakelaar om de molen uit te zetten. Eenvoudig en goedkoop. Je zou ook nog automatisch kunnen uitschakelen door een relais op de V-sense te zetten.
edit: Daarbij komt nog dat wanneer je aan boord bent er ongetwijfeld stroomverbruikers zijn, zodat het lang kan duren voordat de (toch bescheiden) opbrengst van de windgenerator de accu spanning naar het absorptie punt brengt.

Geinspireerd door dit draadje heb ik mijn oude Aerogen afgestofd om te zien of ik die nog nuttig kan gebruiken. Destijds van mijn toenmalige boot gehaald vanwege het storende geluid en relatief weinig opbrengst. Een oud ontwerp natuurlijk, maar het binnenwerk ziet er nog goed uit en werkt OK op werkbank, zie grafiekje.
Ik vraag me af of ik door een modern ontwerp fan te monteren een betere opbrengst zou kunnen verwachten. Iemand ervaring daarmee?

Ik gebruikte de Aerogen zonder regulator, dus DC van de interne gelijkrichter rechtstreeks naar de battery bank. Bij te harde wind of als de accus vol waren de (DPDT) kortsluit schakelaar (op de DC uitgang) omzetten, dat was alles.

Diverse mensen uit de industrie betwijfelen het nut van MPPT voor regeling van windgeneratoren: Quote:

Sceptical of this, however, is Peter Anderson, a sailor who designed and built his own marine-specific turbine, marketed as the D400. “You cannot produce a structured output when you have a variable input as with a wind turbine,” he says of PWM technology. And after five years of development work with researchers in Delft, Holland, he concluded: “We were never able to demonstrate any increase in overall yield with MPPT, and if anything system performance was reduced.”

Voor het hele artikel:
know how wind generators

Het is stil geworden in dit draadje, jammer. Juist een interessant onderwerp.
Ik heb nog even gekeken naar unregulated installatie, dus direct van gelijkrichter op accu. De meeste makers van kleine wind turbines zeggen er niet veel over, wel Aerogen en de high-end Eclectic Energy (D400). Zij geven een eenvoudig schema. Waarschijnlijk omdat bij de D400 de gelijkrichter in de molen zit met DC uit, net als bij de oude Aerogen. Bij andere zit de gelijkrichter waarschijnlijk in de regelaar.
Natuurlijk kan unregulated gebruik bij de andere incl. Silent Wind, de aansluiting van een diodeblok op de 3 fasen is tenslotte geen rocket science. De accu bepaalt de DC spanning. Geen electronica die stuk kan gaan. Het grafiekje met Amps/Volts/RPM dat ik heb gemaakt (zie eerdere post) van de Aerogen is trouwens ook van direkte unregulated aansluiting (op een oude accu). Aangedreven door een boormachine met variabele toeren, RPM door enkele fase aansluiting. Opgenomen met data logger.

Het is een beetje stil omdat dit way over my head is qua technologie. Ik ben een techneut, een ontwerper en een knutselaar. Echter als het op electronica aankomt dan gaat het al snel aan mij voorbij, het is ongrijpbaar en vergt te veel tijd om te doorgronden. In de basis was mijn vraag of men een geschikte, kwaliteits regelaar kent welke minder als €650 kost. Die vraag is wat mij betreft wel beantwoord. Opzich ben ik best geintereseerd in de andere oplossingen, maar zelfs de schema's kosten mij veel moeite om te doorgronden en de achterliggende theorie ken ik niet, laat staan alle onderdelen juist selecteren op eigenschappen en daarna ook nog eens te maken. Electra gaat prima, dat snap ik goed, zo lang ik alle onderdelen maar gewoon kan kopen. Voor iets als dit moet het voor mij volledig voorgekauwd zijn met links naar waar ieder onderdeel te kopen is en in welke volgorde dingen aan elkaar gebakken moeten worden of aan welke eisen het moet voldoen. Het in elkaar breien lukt me dan wel. Maar, als ik slechts €100 bespaar met enkele dagen werk dan heb ik andere manieren waarop mijn tijd beter te besteden is. De link naar een regelaar die doet wat ik wil voor €250 minder als wat oorspronkelijk bij de molen hoort vind ik erg welkom en was precies de vraag die ik gesteld heb en die gaat dus ook besteld worden.
Evengoed wil ik alle posters bedanken voor hun bijdrage, het word gewaardeerd, alhoewel ik zeker niet alles snap. Als anderen hier door willen discusieren over andere mogelijke oplossingen dan is dat uiteraard prima, maar ik ben er verder waarschijnlijk niet mee geholpen. Chris schreef het wat ongelukkig, maar hij heeft wel gelijk; voor mij moet het bertrouwbaar zijn, blijven werken, geen aandachtspunt zijn of worden en het moet me geen vele dagen kosten aan doorgronden en knutseltijd om werkend te krijgen.

Mooi dat je er verder mee kan.

Het komt vaak op hetzelfde neer, en daar is ook een werkplaats poster van:

Wil je goed?
Wil je goedkoop?
Wil je snel?
Je mag er twee kiezen.

Waarbij snel in jouw vraag vervangen kan worden door 'ik begrijp het'

Discussies over technische oplossingen zijn vaak terug te voeren op deze keuzes. Een nieuwe is best duur maar goed, een zelfbouw is weer ingewikkeld en mijn oplossing is goedkoop en simpel maar techisch niet het beste.

Waltb, als je zo'n ding van alie besteld em eens te testen aan je windmolen dan betaal ik de helft mee. Ben toch benieuwd of die regelaar dat aan kan.

Gr Rob

Ik begrijp het Erik.
Roblisto, wat voor ding van Alie bedoel je? Ik beweer dat je een windmolen ook zonder regelaar kunt aansluiten, uiterst simpel. Alleen een diodeblok of een paar losse diodes om gelijk te richten. Zit al in mijn molen, maar voor molens waar AC uitkomt (3 draden) en waarvan de regelaar kapot is zou dat gekocht moeten worden. Is overal verkrijgbaar voor weinig, hoeft niet via Alie. Voor bewaking van de accuspanning een V-switch, maar daar heb ik al een aantal van. Het werkt gewoon. In ieder geval bedankt voor je aanbod.

WaltB schreef :
Als je V-switch de molen afschakelt neem ik aan dat je hem niet op free run zet, maar op een kortsluiting?
Het mooie is dat je een spannings relais (V-switch) ook een hysterese kan geven, ideaal voor LiFePo accu's. De molen blijft niet continue doorduwen, maar schakelt af en als de accu bij de onderste kromme komt schakelt de molen weer in.
Niks mis mee volgens mij.
Een keurige "echte" regelaar is alleen voor lood accu's goed.

Gewoon ter info.
Op mijn Triumph Daytona zat een 3 phase zener regelaar, kan niet veel aan stuk.
Replacements zijn er voor te vinden.
www.triumph-spares.co.uk/podtr...tor-240watt-reg-0002

WADnWIND schreef :
Klinkt als een prima idee Walt. Lekker KISS. Wat ik me wel afvraag is of (al dan niet ingebouwde) BMS-en overweg kunnen met de flink variërende laadspanningen van de ongereguleerde windmolen? Of gaat dit alleen werken met 'kale' cellen?

Schakelen met relais (en hysterese) van WadnWind lijkt me ook een prima idee. Ik geloof niet zo in handmatig allerlei dingen in de gaten houden. Zonder vangnet ben je in de weerbarstige werkelijkheid op zee vroeg of laat aan de beurt.

WaltB schreef :
zo'3 fase gelijkrichter met spanningsregelaar van een motorfiets honda gL1000.
die kosten nog geen twee tientjes. Kan zó op de loddaccu.

zit achter dit blauwe woord
klik

Gr Rob

De varierende spanning is geen probleem. Als je de molen rechtstreeks (via diodes natuurlijk) op de accu aansluit, word de uitgangs spanning van de molen niet hoger dan de accuspanning. Er gaat simpel meer stroom lopen. Nadeel hiervan is dat het toerental ook niet omhoog gaat waardoor de aanstroom hoek van je schijnbare wind veranderd en het geheel duidlijk meer herrie gaat maken. En je aerodynamisch rendement gaat ook achteruit natuurlijk.

rooiedirk schreef :
Helder. Het rendement van je molen is met deze KISS oplossing dus niet optimaal.

Ik zat te denken aan de overspanningsbeveiliging van BMS-en, maar die extra electronica zit dus niet in de weg. Ik realiseer me nu dat de doorsnee molens op jachten bij lange na niet de maximale laadstroom van LFP accu's halen, en een BMS dus ook van de maximale laadstroom van de molen niet warm of koud zal worden.

rooiedirk schreef :
Het minste wat je MOET hebben is een overlaad-beveiliging.

Zodra de accu's vol zijn moet je stoppen met laden anders loopt de spanning veel te hoog op, ook bij kleine stromen. Dat geldt voor alle soorten accu's, ook lood-zuur.


Richard

Alabastine schreef :
Ja, dat regel je met de relais die WadnWind (via hysterese) op een onder- en bovenspanning laat schakelen. Zoals gezegd geloof ik ook niet zo in handmatig uitschakelen bij een bepaalde spanning (ook niet bij een hoorbaar signaal o.i.d.). Dat gaat vaak goed, totdat...

Hans V schreef :
Precies zo zie ik het ook.
Het is niet voor niets dat er automatische regelaars zijn ontwikkeld.

Je moet de prijs van een regelaar tegen de prijs van je accu's afzetten. Dan kan KISS ineens heel duur uitvallen: het kost niks, maar kan je een hoop geld kosten...

R.

Alabastine schreef :
Klopt. Maar KISS doen wij vooral voor het vergroten van de betrouwbaarheid. Niet om goedkoop uit te zijn. Dat eenvoud vaak ook goedkoper is is een prettige bijkomstigheid.

@WadnWind
Jij hebt em goed door maar dat verbaast me niets.

@Roblisto
Ah, de regelaar die je al eerder noemde natuurlijk. Zou inderdaad leuk zijn om daar wat mee te experimenteren. Erg robuust zo te zien.

@Rooie Dirk
Helemaal met je eens, maar ik beweer niet dat ongereguleerde aansluiting van een windmolen altijd efficienter is. Ik suggereerde dit aan Erik omdat zijn regulator in rook was opgegaan en deze oplossing zou hem snel weer een werkend systeem gegeven hebben met minimale spullen. Bovendien in zijn vaargebied met veel wind zal het in de praktijk niet veel uitmaken.
Zie ook de bevindingen bij de Delftse research naar MPPT voor windmolens (quote een paar posten terug).

@Hans V
Als je naar mijn windmolen laad grafiekje kijkt, een paar posten terug, dan zie je dat bij bij sterk wisselende RPM de spanning nauwelijks verandert omdat dit door de accu wordt gedicteerd. De accu is a.h.w. een grote capacitor.

Wat kosten betreft, we hebben in dit draadje al 2 gevallen gezien van opgeblazen regelaars en 1 regelaar die stuk was, dus behoorlijke kosten bij vervanging daarvan.
Dat gebruik van de "officiele" regelaars per saldo goedkoper is dus zeer twijfelachtig. Daarentegen is de KISS oplossing waar ik dus ook een eenvoudige spanningsbewaking voor suggereer door V-switch en relais in hoge mate storingsongevoelig EN goedkoop als bonus. Het risico dat accus beschadigd worden is relatief klein en bijv. niet groter dan een bij een falende dynamo spanningsregelaar.

Ideaal zou zijn een windmolen met variabele pitch van de bladen, die automatisch zou worden ingesteld afhankelijk van windsnelheid en opbrengst.
Of een generator met veldbekrachtiging. Als je dan RPM, spanning en laadstroom als parameters hebt kan je in een MCU het MPP bepalen. Maar dat is utopisch. Wie weet een leuk winter of Covid lockdown project.

Mijn ervaring is toch duidelijk anders. Heb je linkje wel gelezen, maar mijn conclusie van dat verhaal is dat een journalist een aantal folders vergeleken heeft, en misschien ook nog een aantal fabrikanten heeft gebeld, en daar een verhaal van gemaakt.
Als ik zelf een google do op 'mppt research small windturbines' Krijg ik ook andere uitkomsten.Edit: De pdf bijvoegen lukt niet (te groot)

Linkje naar de pdf.

Dit is toch een zeilers forum ?
Bijna elke zeiler weet dat je de zeilen moet trimmen naar de windsterkte en hoek. Alsmede kent hij het fenomeen schijnbare wind. Dat is niet anders met de bladen van een windmolen. Niet trimbare windmolen bladen zullen dus en optimum hebben. De draaisnelheid zal een zeer grote invloed hebben. Die bepaalt immers de schijnbare invalshoek.

3Noreen schreef :
Juist, vandaar mijn opmerking dat de ideale windmolen afhankelijk van windsterkte automatisch de pitch van de bladen zou moeten aanpassen. Ik zie dat alleen niet als eenvoudig technisch realiseerbaar voor kleine windmolentjes voor boten. Maar wie weet bestaat het al, ik heb niet alle beschikbare modellen bestudeerd. Wie wel?
Op mijn oude Aerogen zijn de bladen wel verstelbaar, maar om handmatig te verstellen als de omstandigheden veranderen lijkt me nogal lastig.

Een aantal jaren terug herriemolens gekregen waarvan de regelaars defect waren. Air X.

Een aan-uit regelaar gemaakt met een zener diode, wat weerstandjes , een mosfet, condensator en twee potmetertjes.

Kosten ongeveer 5 Euro. Voor die prijs een paar reserve regelaartjes gemaakt, die nu al jaren in een doosje liggen te wachten tot ze misschien eens nodig zullen zijn.

De bladen met kegjes van 4º in stappen verstelbaar gemaakt.
De juiste hoek instellen leverde een véél stillere molen op met een betere produktie.

De spanning ingesteld op floatspanning, 13,7V

Het ding werkt perfect.

Alleen de windkracht is hier in de omgeving niet meer dan 2Bf. met af en toe een vlaagje van 3Bf.

Het aantal wieken van 3 naar 6 gebracht, dat levert bij laag toeren meer koppel en energy, wat bij hogere toeren weer ingeleverd wordt.

Om bij die lage windsnelheid wat meer toeren te kunnen maken heb ik één van die molens naar 230V~ omgewikkeld.
Deze draait nu twee maanden bij het minste zuchtje wind al snel op 20V spanning, en levert stroom.
Niet meer dan er in de wind zit natuurlijk, maar wel al vanaf 2Bf!!

Bij veel wind, en in vlagen loopt de spanning (en Amperes) snel op.
Direct op de accu is dat prima, die accepteerd die stroom zonder sterke spanningsverhoging.
Bij die floatspanning van 13,7 wordt de molen door kortsluiting gestopt.
Draait dan héél langzaam met een kortsluitstroompje van 1 a 2 Ampere.

De stroom die bij harde wind zou geleverd kunnen worden wordt dan gemiat.
Om die toch ook binnen te halen heb ik een schakeling gemaakt die de stroom naar de boiler schakelt. Nog simpeler en goedkoper dan de kortsluitschakeling.
Met als resultaat nu ook in de vroege ochtend vaak heet water.
Hoogste spanning tot nu toe gezien 150V in een bui met harde wind.
Ook hiervan een paar reserves gemaakt, die waarschijnlijk vele jaren in de reservedoos blijven liggen. Het draait nu twee maanden tot volle tevredenheid.

De generator van Erik zal vrijwel zeker ook beginnen met driefase, driehoek geschakelde wisselstroom van ergens in de buurt van 40 tot 60 Volt spanning.

Die gelijkrichten en direct naar de accu, met afschakeling door accu spanning op float zal naar mijn mening een goed resultaat geven.

WaltB schreef :
We hebben al reeds de constatering gedaan dat het rendement van de gebruikte alternator niet erg afhankelijk is van het toerental. Immers de spanning loopt lineair op met het toerental en de stroom is nagenoeg lineair met het koppel. Daarmee is VxI=constant bij een gelijk blijvende windsnelheid.
Je hebt bij verschillende windsnelheid dus twee keuzes om de wind-rotor optimaal te krijgen met de wind.
A- je past mechanisch de hoek van de rotorbladen aan. Mechanische oplossing zijn vaak duur en minder betrouwbaar. Bovendien bij hoge rotatie snelheiden neemt de slijtage toe. Verder worden de middelpuntvliedende krachten op de rotorbladen groot.
B- je past door middel van een elektrische regeling het toerental van de rotor aan. Waarbij de stroomsterkte het koppel en dus het toerental regelt.
Het laatste zie je ook meestal gebeuren met grote windturbines. De snelheid van de rotor varieert niet evenredig met de windsterkte. Kan ook niet i.v.m. middelpuntvliedende krachten en de snelheid van de rotortips die dan boven de geluidsnelheid komt.

WaltB,

Er is een kleine windmolen die dat heeft, Superwind meen ik is de naam.

Dat verstelbaar maken tijdens draaien is niet zo ingewikkeld, maar wel precisie mechanica.
En dat is duur bij kleine series die in de watersport mogelijk zijn, en daar worden die watersporters niet vrolijk van.