Onderwerp: Onverwacht gevolg Lipo 4 accu´s.

We hadden voor het eerst in lange tijd een paar donkere dagen, regen en onweer. Gelukkig geen onweersstorm. De zon leverde geen stroom, niet alleen bij mij, maar bij alle anderen ook behalve de Amerikanen, die hebben niet eens zonnepanelen, die laten dag en nacht een generator lopen. Ik deed boodschappen, fietste mijn rondje door het dorp en ja hoor, de Noren die zo graag op mijn plaatsje zouden willen liggen hadden zich reeds een plekje aan de zuidkade uitgezocht en de stekker voor de walstroom zat ingeplugd. Eind van de maand begint het reeds, kortere dagen, meer bewolking, minder zonnestroom. Dus ik heb alvast mijn grote windmolen weer opgebouwd. Vergeet niet, ik ga straks elektrisch varen, dus hoe meer mogelijkheden om stroom te maken hoe beter. Even dieselen om stroom te laden gaat niet meer, heb ik trouwens uiterst zelden gedaan.
Bij het testen van de grote windgenerator merkte ik een gevolg van de nieuwe Lipo accu waar ik niet aan gedacht had. De oude loodaccu´s hebben een spanning van 12,5 tot 12,2 volt naargelang de ontlading, de Lipo is altijd 13,34 Volt. En daar zijn mijn windmolens niet voor gebouwd. Ik heb de grote van de wiek en de overbrenging zo gekozen dat bij “normale” wind de spanning plus het verlies van de Schottky diode hoger is als de accuspanning en er dus geladen word. De grote generator laadde dan tussen 5 en 10 Amp bij windje 2 á 3 BF, iets waar ik zeer tevreden mee was. Dat is nu dus stukken minder. De molen moet reeds 13,34 v plus 0,65 v = 14 Volt maken vóór hij begint te laden.
Ik merk het ook aan de fabrieksmolen, een Aerogen 4, die laad ook stukken minder als vroeger.
Bij de zelfgebouwde windmolen kan ik de overbrengingsverhouding tussen hoofdas en generator veranderen, een groter kettingwiel bestellen, ik zou ook kunnen de diameter van de wiek kleiner maken, (klein draait sneller) maar dan boet ik vermogen in.
Het fabrieksmolentje, tja, daar kan ik niks veranderen.

wat is de max waarmee een lithium accu kan worden geladen? Je kunt wellicht ook zaken serie zetten, of een trafo ertussen? Maar goed, ik heb er de ballen verstand van...

ipv kettingwielen (vaste overbrenging) zou je ook een variomatic kunnen overwegen. Kun je te alle tijden je overbrengingen traploos aanpassen aan de omstandigheden

Ik neem aan dat dit als grap bedoeld is, een meer efficiënte overbrenging als een rollenketting bestaat niet en een variomatic zelf bouwen in miniatuur? Die molenkop van mij is mini, de rollenketting stap 8mm. (fietsketting is 12,7 mm)
Het kettingwiel op de wiekas kan ik niet meer vergroten, dat op de permanent magneet Ametek generator kan ik wel kleiner maken. Experimenteren.

OldBawley schreef :
Wat is mini ?...afmetingen ??
dus voordat ik zeg dat het niet kan zou ik toch eerst de beschikbare ruimte moeten weten...aan kettingmaten alleen kan ik niks.

De generator vóór het waterdicht maken.
Het groene ding waar de elektrische kabeltjes uitkomen is de Ametek motor. Diameter 100mm x 120mm lang. As diameter 15 mm.
Ernaast zie je de bronzen hoofdas, ook diameter 15 mm , twee keer gelagerd met lagers die ook axiaal krachten opnemen.
De blauwe verticale buis is de krui as. Op de bronzen hoofdas zit de tweebladige houten propeller, Naca profiel, 16° bij de as, 3° aan de vleugeleinden. Diameter 1700 mm op 130 mm breed bij de naaf. Zit op een allu naaf met uitbalanceer mogelijkheden. Centerafstand generator / hoofdas is 80 mm, grootse kettingwiel diameter 80 mm. Gen draait ongeveer dubbel zo snel als de wiek.
Ga maar aan het ontwerpen. Wel alles aan boord te maken. (ik heb een Emco unimat 3 aan boord )

Nog vergeten, Ik kan met één bout de wiek van de bronzen hoofdas afnemen en monteren direct op de generatoras. Die heeft ook hele grote axiaal belastbare lagers. Staart in de andere richting monteren. Uiteraard klein kettingwiel afnemen. De molen loopt dan veel sneller aan (directe aandrijving zoals bij fabrieksmolens) maar heeft veel meer wind nodig om genoeg toeren te maken om te laden. Ik prefereer de lage windsnelheid oplossing met de overbrenging. Van zodra de wind boven drie BF gaat bind ik de wiek vast en levert het fabrieksmolentje genoeg. Helaas nu niet meer.

Verwacht dat de lage interne weerstand van de lifepo meer mee speelt. De molens zien lage Ri als bijna kort sluiting wellicht is daar iet mee te doen. Anders buck boost converter er tussen.

Maakt die ketting geen lawaai?
Ik neb zoiets eens gemaakt voor een schroefas generator (80er jaren), technisch succes, sociaal comfort -1.

Toch maar weer terug naar de vertande V snaar.

Als je 'fabrieks'molentje te weinig spanning levert is dat voor of na een spannings regeling?
Eventueel kan je de uitgangsspanning van de generator gemakkelijk verdubbel. zie schema.

Beide windgeneratoren hebben geen regeling. Een regeling regelt alleen de max spanning die geleverd word, het is de minimum spanning die bij Lipo ruim één volt hoger is die nu bij normale wind zelden gehaald word. Ook de Aerogen 4 is zo gebouwd dat hij bij “normale “ wind een loodaccu laad. Bovendien laden ze slechts (hebben net als alle andere fabrieks generatoren slechts een diameter van ongeveer 1 meter) net genoeg om bijvoorbeeld een koelkast en een laptop te beleveren. Als het al eens stormt haal ik de zekering er uit en laad hij niks meer. Dan om het uur even de zekering er in om bij te laden.
Dus geen regeling, is in 25 jaar dagelijks gebruik nog nooit fout gegaan, Uiteraard leg ik de Aerogen stil als ik de boot langer alleen laat. Ik schakel dan ook een der zonnepanelen uit, er is immers zowat nul verbruik.
Wat het kettinggeluid aangaat, ja, een rollenketting kun je horen. Niet als je buiten naast de generator staat, wel omdat het geluid via de kruimast in de voorpiek gebracht word en dat werkt dan als een gitaarkast. Dus binnen hoor je een soort grommen, ik hoor zelfs als de generator laad of wanneer hij net te traag draait om te laden. Een ander soort grommen. Ik zou kunnen een demping tussen de kruimast en het dek aanbrengen maar het lawaai is niet de moeite, temeer omdat ik die grote gen nooit s´nachts laat lopen. Voor ik in de kooi kruip word de molen vastgebonden. Immers, er is geen automatische regeling en er kan een onweersstorm aansluipen, die zou de generator in no time mollen. Dat heb ik op de harde manier geleerd, twee minuten knikkergrote hagel samen met windje 10 en de eerste wiek was totaal stuk. De hagel was zo hevig dat ik niet naar buiten durfde, bovendien kom ik niet in de buurt van een 1,7 meter wiek die in windje tien draait. Twee minuten en de bui was over, drie weken werk stuk.

OldBawley schreef :
Leuk ding,...boven je kettingwiel heb je denk ik wel ruimte om uit te bouwen ? een variomatic is wat dikker dan een kettingwiel maar denk dat een variomatic wel te doen is. De maten die je opgeeft zijn nl vergelijkbaar met de inbouwmaten van een kleine kolomboormachine met variomatic

Ik zou (ook) denken dat een Buck-boost converter ertussen het makkelijkst is. Je hoeft dan mechanisch niks te veranderen, die dingen kosten bijna niks (voor dit soort vermogens) en je kan daarmee de spanning helemaal naar wens afregelen. Dus ook bij wat meer wind gaat het goed.

Niet dat ik er verstand van heb, maar voor zover ik uit lifepo4 draadjes hier begrepen heb, moet je met die accu’s echt zorgen dat je laadspanning niet te hoog wordt, daar kunnen ze blijkbaar echt niet tegen! Dan is het dus wel een risico om zonder regelaar zo’n accu te laden door te vertrouwen dat je molen niet te hard gaat draaien.

Ook na een half uurtje internet begrijp ik als dummy niks van buck boost converter. Ik meen te begrijpen dat men een dc voltage kan verhogen. Dus de pakweg 13 volt die de gen levert na de diode kan men verhogen. Naar 14 volt ? Maar…. Energie blijft energie dus als je de voltage verhoogd, zakt dan de stroom? Blijft het dan niet gelijk wat laden betreft ? Je verandert immers niet de geleverde energie.
En moet je zo´n ding zelf maken of kan je een step up voor 13v naar 14 volt kopen?

je hebt dan bijvoorbeeld eentje met een wide input, dus bijvoorbeeld van 9-36 volt in. En die boost de spanning dan omhoog naar wat je wil. ( mbv van een spoel,diode , condensatoren en snel schakelen, geregeld door een chip)
Daarbij verlies je 10 a 20% aan energie, of meer afhankelijk van het ontwerp. (en ja op uitgang dus minder stroom vanwege hogere spanning)

Maar, je lithium kan heel veel stroom opnemen, dus de boost converter kan dan denken dat het kortsluiting betreft, en dan dus gaan hakken. aan/uit/aan/uit. Dat is niet echt fijn, ook niet voor je laadsnelheid.
Dus eigenlijk moet je dan ook stroom op de uitgang gaan begrenzen , onder de maximum grens van de boost converter.

Kan je je windmolen spoelen niet opnieuw wikkelen?

of nog erger, naar 3 cellen gaan ipv 4. Dan heb je dus ongeveer 11 volt ipv 14,4. Misschien is dat te laag.

Buck-boost converters hebben vaak een efficiency hoger dan 90%, dus 10-20% verlies is echt wel heel erg conservatief. Ik heb er zelf wel eens wat aan gemeten en kwam toen inderdaad boven de 90% uit.

Als je een converter kiest die (ruim) het maximale vermogen van de windmolen aankan, zou ik niet weten waarom die niet de stroom aan de lifepo accu aan zou kunnen en continue zou gaan schakelen.

@OldBawley: zo’n converter verhoogt inderdaad de spanning, en uiteraard krijg je er geen ‘gratis extra’ energie bij, dus gaat de stroom omlaag (en nog iets meer door verlies in de converter, zoals ik hierboven al typte).
Die dingen hebben (meestal) een potmeter, zodat je zelf de uitgaande spanning kan regelen. Je kunt ze gewoon kopen voor dit soort spanningen, en duur zijn ze over het algemeen niet.

Moet hier alsnog geen regeling op? Bij LiFePO4 zal elke spanning > 13,5 V op termijn tot overladen leiden. En als je conservatief op (net onder) die 13,5 V gaat regelen, laadt het maar heel traag…

Ga OldBawley nou niet ppzadelen met dit soort kwetsbare zooi.
Wel Mooi, maar ook, kwetsbaar of prijzig.

Dan kan hij nog beter gewoon een waterdichte mppt regelaar misbruiken en spannings verdubbeling volgens rooie dirk. Simpel en standaard.

Als je zo een molentje hebt is het nog simpeler, even het schroefje wat rechtsom draaien.

Klopt is simpeler, die dingen leveren echter niks in vergelijk met mijn grote "whopper" bij weinig wind.
En we gaan nu eenmaal naar een tijd met weinig of zeer veel wind.
Kopen is altijd makkelijker.

Ik probeer een kleiner kettingwieltje te bestellen, mijn vrouw komt dinsdag, hopelijk kan ze het nog meebrengen.

Spanning flink verhogen naar een waarde die hoog genoeg is zodat een MPPT regelaar het slikt (verdubbelaar of desnoods een simpele, domme buck-boost) en dan een voor Lifepo4 geschikte MPPT er achter? Eentje waar je dus met een parameter het laden op tijd kan laten stoppen, instelbare float spanning is voldoende. Die mppt werkt dan meteen als vermogensbegrenzer voor de eventuele buck-boost. Ik misbruikte zo'n mppt om met de meest domme voedingen de lifepo4 veilig te laden. Een Victron MPPT scoor je wel eens voor een paar tientjes op marktplaats oid.

Je hebt misschien dan wel 2x verlies maar het kan nog vrij efficient en beveiligt het laden van de accu. Misschien gaat het op de oude manier al decenia goed maar lifepo4 is wel wat gevoeliger voor overladen dan je wellicht gewent bent.

Ik heb hier een buck-boost liggen die de input naar een steady 13,8V omzet. Maar die behouden waarde is zelfs te hoog voor een lange tijd aan mijn lifepo4 als de accu tjokvol is en kan dan je accu een dreun uitdelen. Iets van automatisch laden stoppen zou toch mijn voorkeur hebben.

OldBawley schreef :
In weze een trafo, dat bedoelde ik ook met mijn eerdere suggestie. Inderdaad: voltage omhoog, amperage naar beneden, maar dat is natuurlijk geen probleem. Er zullen er altijd wat interne verliezen zijn natuurlijk.

edit; is hierboven allemaal al aangegeven door mensen die er meer verstand van hebben.

Ik snap die lage spanning van de loodaccu's niet zo goed, de spanning die je noemt is als ze bijna helemaal leeg zijn en niet geladen worden. Zo gauw je daar een beetjes stroom in drukt gaat die spanning al snel stijgen naar 13+ volt.
Een LiFePO4 heeft inderdaad een harde spanning van ongeveer 13.4 volt, maar een loodaccu die geladen wordt verwacht ik iets dergelijks.

Gaat er niet iets anders fout?
Een mppt of buck/boost er tussen zie ik ook niet als een goede oplossing.
Deze schakelingen proberen het uitgangsvermogen te maximaliseren, ja da's mooi bij een zonnepaneel, de zon gaat echt niet minder schijnen als je het paneel belast.
Een windmolen gaat echter wel langzamer draaien als ie wordt belast! En dat kan er toe leiden dat ie zelfs zo ver wordt afgeremd dat ie bijna stil komt te staan en niks meer oplevert!

Heb dit pendelen vroeger wel gezien bij een windmolen met autodynamo, als de molen voldoende toeren maakte begon de dynamo te leveren en remde dan de molen weer af tot de dynamo "uit" ging.

Ook de harde spanning van 13.4 kan misschien zo'n effect hebben, zo gauw de spanning boven de 13.4 stijgt, stijgt de stroom ook sterk, en wordt de molen ook sterk afgeremd.
Misschien helpt een kleine weerstand van 0.1 - 1 ohm wel beter, omdat de windmolen daarmee wat "vrijer" wordt.

Een MPPT er tussen zal dus ook een gedrag moeten hebben die helemaal is toegespitst op een windmolen.

Inderdaad, een windmolen gaat langzamer draaien van zodra stroom naar de accu gaat. Ik kan dat (als het stil is) zelfs horen, de kettingoverbrenging gaat anders grommen. De molen gaat dan draaien op het toerental dat hoort bij de voorhandene energie in de wind en de stroom die de generator levert. Een soort “stoll” toerental. Van zodra ietsje meer wind is gaat de wiek sneller draaien en krijg je meer spanningsverschil tussen wat de gen levert en de accuspanning. De gen levert veel meer als de accu´s een lage spanning hebben en als de zon niet schijnt. Want, de zonnepanelen drijven de spanning van de accu op zodat de molen minder levert.
Mijn buurman (een verlaten jacht) heeft een fabrieksgenerator. Die draait als gek sedert enkele weken, duidelijk onbelast. Er moet iets fout zijn daar aan boord. Het kan gewoon niet zijn dat er stroom geleverd word, er word immers niks verbruikt. Voorheen draaide hij niet, nu sedert weken als gek. Maakt ook flink wat lawaai.