Wind als Energiequelle

Windräder / Windgeneratoren gibt es in allen Formen und Größen, aber Sie werden sie höchstwahrscheinlich in ihrer industriellen Form erkennen, riesige weiße Propeller auf riesigen weißen Stielen, die bis zu 80 m hoch über dem Boden ragen. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Ihr OffGrid-Projekt ein solches 150-kW-Monster benötigt. In den meisten Gebieten kann eine kleinere Windkraftanlage mit einer Größe von 400 Watt bis 3 kW jedoch eine lohnende Investition sein. Die Flügelspannweite beträgt 1 m bis 3 m und passt immer noch in die Landschaft, ohne aufzufallen oder zu viel Lärm zu erzeugen. Einfach gesagt, Der Wind dreht den Propeller / Blätter um einen Rotor, welches eine Welle dreht, die an einen Generator angeschlossen wird, um Strom zu erzeugen. Eine Windkraftanlage wird typischerweise erzeugen 30% von seiner theoretischen maximalen Leistung an einem leicht windigen Tag.

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Es wird empfohlen, mindestens einen Windgenerator in OffGrid-Projekten zu haben, auch wenn Ihr Standort unter normalen Bedingungen nicht besonders windig ist. In schlechten Wetterphasen kann insbesondere der Herbstwind eine sehr gute Energiequelle sein, um Ihre Batterien über längere Zeiträume mit wenig bis gar keiner Sonne glücklich zu machen. Es hilft auch bei der Akkulaufzeit, gelegentlich nachts aufgeladen zu werden, auch wenn es nur sein kann 20 Protokoll. Ein großer Unterschied zu Solar ist, Windgeneratoren nicht zu groß dimensionieren! Eine Windkraftanlage muss “loswerden” der produzierten Energie, Wenn Ihre Batterie voll ist und Sie keinen Widerstand installiert haben, um die übermäßige Leistung zu verbrennen, besteht die Gefahr, dass Ihre Geräte beschädigt werden. eine grobe Vorstellung geben, Etwa 500 W Eingang pro 300 Ah Batterie sollten als maximal angesehen werden.

Small wind turbines

Small wind turbines, also known as micro wind turbines, are used for microgeneration of electricity, as opposed to large commercial wind turbines, such as those found in wind farms. Small wind turbines often have passive yaw systems as opposed to active ones. They use a direct drive generator and use a tail fin to point into the wind, whereas larger turbines have geared powertrains that are actively pointed into the wind.

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Small wind turbines typically produce between 500 W and 10 kW of power, although the smaller turbines may be as small as a 50 Watt auxiliary power generator for a boat, caravan, or miniature refrigeration unit

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The generators for small wind turbines are usually three-phase alternating current generators and the trend is to use the induction type, although some models utilize single-phase generators or direct current output.

After running the three phase AC wire through a slip ring and down to the receiving end, a three-phase rectifier is used to convert the AC to rectified DC for battery charging, especially in solar hybrid power systems. The rectifier should be mounted to a heat sink for cooling, with the option of adding a computer fan that is activated by a bimetal thermal switch for active cooling.
A three phase rectifier being used on a rooftop mounted urban wind turbine.

The DC end of the rectifier is then connected to the batteries. This connection should be as short as possible to avoid power losses, typically with a shunted digital wattmeter in between for monitoring. The batteries are then connected to a power inverter, which converts the power back to AC at a constant frequency for grid connectivity and end use.

Arten von Windgeneratoren

Horizontale Windgeneratoren

Dies ist das Design, an das Sie wahrscheinlich am meisten gewöhnt sind.
Für beste Ergebnisse müssen sie auf eine Stange und über dem Dach gestellt werden, oder in angemessener Entfernung zu Objekten, die den Windfluss beeinflussen. Sie liefern während langsamer Luftbewegungszeiten sehr wenig bis gar keine Leistung, Bei mittelschweren und starken Winden wird jedoch eine angemessene Leistung erzeugt. Horizontale Windgeneratoren erzeugen einen bestimmten Geräuschpegel. Obwohl nicht laut, Sie können es sicherlich hören, wenn sich die Klingen drehen. Die Installation eines direkt über Ihrem Schlafzimmer ist möglicherweise nicht die klügste Vorgehensweise. Im Allgemeinen sind sie etwas billiger als vertikale.

Vertikale Windgeneratoren

Diese liefern auch bei kleinster Luftbewegung Strom. Vertikale Windgeneratoren werden viel weniger von Turbulenzen beeinflusst, da es keine Nase gibt, die in Richtung Wind zeigen muss, Stattdessen können sie Wind aus allen Richtungen gleichzeitig nutzen. Wenn Sie nur einen einzigen Windgenerator für Ihr Projekt installieren möchten, Eine vertikale liefert eine zuverlässigere Leistung. Diese können direkt auf dem Dach oder dergleichen installiert werden, Es ist nicht erforderlich, sie auf eine Stange zu setzen.

Variability

Wind power is variable, and during low wind periods, it must be replaced by other power sources. Transmission networks presently cope with outages of other generation plants and daily changes in electrical demand, but the variability of intermittent power sources such as wind power is more frequent than those of conventional power generation plants which, when scheduled to be operating, may be able to deliver their nameplate capacity around 95% of the time.

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Electric power generated from wind power can be highly variable at several different timescales: hourly, daily, or seasonally. Annual variation also exists but is not as significant. Because instantaneous electrical generation and consumption must remain in balance to maintain grid stability, this variability can present substantial challenges to incorporating large amounts of wind power into a grid system. The combination of diversifying variable renewables by type and location, forecasting their variation, and integrating them with dispatchable renewables, flexible fueled generators, and demand response can create a power system that has the potential to meet power supply needs reliably

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Solar power tends to be complementary to wind. On daily to weekly timescales, high-pressure areas tend to bring clear skies and low surface winds, whereas low-pressure areas tend to be windier and cloudier. On seasonal timescales, solar energy peaks in summer, whereas in many areas wind energy is lower in summer and higher in winter. Thus the seasonal variation of wind and solar power tend to cancel each other somewhat. Wind hybrid power systems are becoming more popular.