Hallo zusammen, ich bin gerade in der Planungsphase für ein (Kleins-) Wasserkraftwerk auf Basis einer Peltonturbine. Die Leistung der Turbine wird aktuell auf 500W geschätzt. Der erzeugte Strom soll zunächst genutzt werden, um im Haus Brauchwasser zu erwärmen, später soll auch die Solarbatterie unterstützt werden. Erwähnt werden sollte, dass zwischen Turbine und Haus etwa 200-250m liegen! Ich habe mir folgendes überlegt: Der Generator wird 3-phasigen Wechselstrom liefern, ca. 30V, wobei diese Spannung drehzahlabhängig ist. Über eine B6-Brücke soll eine Gleichspannung erzeugt werden, welche Eingangsspannung für einen MPPT-Regler ist. Dieser soll die Turbine im Arbeitspunkt halten. Da ich wahrscheinlich einen Puffer vor Ort brauche, möchte ich mir 4 AGM-Batterien mit 9Ah zu einem 24V-System verschalten. Drei Lasten habe ich momentan geplant, welche über Relais geschaltet werden können: Zum einen ein Wechselrichter (600W Dauerleistung, mod. Sinus), und dann noch zwei Lastwiderstände (je 300W, einfacher Eisendraht). Zum Schalten der Relais würde ich ein Arduino nehmen, welches die Batteriespannung misst. Ist die Batterie zwischen 50% und 95% wird der Wechselrichter geschaltet, über 95% zusätzlich die Lastwiderstände. Ich habe mir gedacht, 230V AC ist das einfachste, um den Strom bis zum Haus zu transportieren (3x1,5). Dort hätte ich dann eine "Steckdose", an welcher ich bis zu 600W entnehmen kann (Heizpatrone, Ladegerät ...). Jetzt die Frage: Kann das ganze so überhaupt funktionieren? Ich würde gerne auf die Lastverteilung (zusätzliche Batterien, Relais, Wechselrichter...) an der Turbine verzichten und alles im Haus verteilen, aber ich weiß nicht wie ich die 3 Phasen á 30V sinnvoll bis ans Haus bringen kann. Über kreative Anmerkungen und Vorschläge würde ich mich freuen hannes
Schwere Sache. 250 Meter ist bei 1,5mm² eine ganze Menge. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, haben 500 Meter 1,5mm² Kupfer etwa 12 Ohm. Bei 2,5A Laststrom bleiben demzufolge 30V im Kabel stecken. Von 230V bleiben 200V übrig, das ist naja etwas suboptimal. Verlustleistung: 75W, über 10%. Wahrscheinlich wird Dir aber nichts anderes übrig bleiben, die Leistung ist zu gering, um mit Trafos viel sparen zu können. Ansonsten gab es mal 10/20kV Unterwerke im ländlichen Gebiet, die neben den normalen 400V-Abgängen auch welche mit 960V hatten. Damit wurden weit außerhalb des Dorfes gelegene Höfe versorgt und vor Ort von 960V auf 400V heruntertransformiert. Für diese 960V konnten normale für bis zu 1kV zugelassene Kabel und Installationseinrichtung verwendet und einige 10kW relativ verlustarm übertragen werden. Selbst wenn Du solche Trafos bekommst, verlustfrei wird die Übertragung damit auch nicht und die beiden Trafos fressen die "gesparten" 75W locker wieder auf. Netze mit über 1kV darfst Du außerhalb der eigenen Bude glaube ich gar nicht betreiben. Evtl. auf dem eigenen Grundstück, kann aber sein, daß da eine bauliche Abnahme gefordert wird. Aber ein 10..20kV/400V-Trafo kommt mit 100..630kVa und bringt problemlos 1..2kW Verlustleistung im Leerlauf mit - also ohne größeren Ausbau Deiner Wasserkraftanlage ist sowas keine Option. Nimm ein dickeres Kabel, wird auf die Strecke aber viel Geld kosten.
ich komm auf knapp 6 Ohm bein 1,5mm² R = roh*länge/querschnitt = 0,175*500/1,5 wenn du 5x2,5 nimmst ist´s noch bezahlbar und es ist nicht verboten meines wissens 2x2,5 je Parallel zu schalten somit hättest du 1,75 Ohm und bei 600VA gerade mal noch 4,56 Volt Spannungsfall und 12Watt Verlust
Wenn da schon über Trafos und ähnliches nachgedacht wird, würde ich das Geld eher in einen besser geeigneten Generator mit höherer Spannung stecken. Oliver
Vergesst die Idee mit einem Generator Wasser zu heizen. Eine ganz schlechte Idee. Fuer dieses Geld gibt's schon einige Quadratmeter Kollektor, der dann ganz anders heizen mag.
Was ich machen würde: Netzparallelbetrieb. Ich hab jetzt keine Ahnung wie hoch die wirtschaftliche Drehzahl der Turbine ist, also mal angenommen um die 1000 U/min. Dann würd ich einen 1kW 3ph Asynchronmotor mit 9xx U/min (6polig) nehmen, den einfach an das Netz klemmen und mit der Turbine antreiben. Sobald er schneller als 1000 U/min dreht, arbeitet er als Generator. Als Kabel würd ich 5x2,5mm² nehmen, der Laststrom teilt sich dann auf drei Leiter auf, Erdung ist nach Vorschrift und ein Leiter bleibt mir für die Steuerung bzw. Datenverbindung. Nachteil: Wenn man die erzeugte Leistung nicht selbst wieder verbraucht und einen neueren Zähler mit Rücklaufsperre besitzt, kann man das Netz nicht als Puffer gebrauchen bzw. muß mit einem Einspeisezähler rangehen. Dafür könnte man den zusätzlichen Leiter im Kabel verwenden, so daß die Wasserkraftanlage nur bei laufendem Heißwasserbereiter läuft. Geht nur bei Anlagen mit Speichersee, nicht bei Laufwasserkraftwerken und wenn die zur Verfügung stehende Wassermenge größer ist als das, was bei Warmwasser-Anforderung verbraucht werden kann. Allerdings haben die Solarfreaks recht - eine 500W Solarthermie-Anlage ist gar nicht so groß (die Sonne strahlt mit etwa 1000W pro Quadratmeter), man kann sowas problemlos für 5..10kW Spitze auslegen, so daß man Reserven bei bewölktem Himmel hat. Störunanfälliger ist es außerdem. Ein 500W Wasserkraftwerk hat eher sportlichen Charakter.
Hier mal die Story eines 10kW Selfmade Wasserkraftwerks, incl. Trafos selber wickeln! http://ludens.cl/paradise/turbine/turbine.html Für 500W ist die Sache in der Tat ziemlich aufwendig, um nicht zu sagen Unsinn.
Vielen Dank für die vielen und ehrlichen Antworten! Zum Trafo: Ich habe bis jetzt keine preiswerten 3-Phasen-Trafos gefunden. Selber wickeln wäre möglich, aber wie ist da dann der Wirkungsgrad? Werde ich aber dennoch weiter im Hinterkopf behalten. Den Vorschlag mit 2,5mm nehme ich auf, auch wenn dann das Kabel noch etwas teurer wird. Der Anmerkung alternativer Kollektoren kann ich entgegnen, dass die 500W rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr vorhanden sind, das schafft kein Kollektor im Winter, wenn es 1,5m Schnee auf den Dächern hat (das Haus steht in den Bergen). Zudem ist mir 500W elektrische Leistung wesentlich lieber als 500W Wärmeleistung. Da bisher keine Stimmen aufkamen, die meine geplante Umsetzung als unmöglich bezeichnet haben, werde ich diese Idee erstmal weiterverfolgen.
magic smoke schrieb: > Wenn ich mich nicht verrechnet habe, haben 500 Meter > 1,5mm² Kupfer etwa 12 Ohm. Merkwürdige Rechnung. R = rho * L / A = 17mOhm*mm²/m*250m/(1,5mm²) = 2.83 Ohm. > Bei 2,5A Laststrom bleiben demzufolge 30V im Kabel stecken. Nee. 2*2,5A*2,83Ohm = 14V, also etwa 5%. > Von 230V bleiben 200V übrig, das ist naja etwas suboptimal. > Verlustleistung: 75W, über 10%. Naja. Dasselbe nochmal für Drehstrom gerechnet: Außenleiterspannung ist 400V. Bei 500W sind das 1.25A Gesamtstrom; je Phase fließen also 1.25A/Sqrt(3) = 0.722A. Die Verluste je Außenleiter sind I²*R, also (0.722A)²*2.83Ohm, das sind etwa 1.47W. Aufgrund der drei Außenleiter sind die Gesamtverluste 3*1.47W = 4.42W (!!). Das wäre ein Wirkungsgrad von über 99%. Lob und Dank an den Herrn Doliwo-Dobrowolski von der AEG...
Hannes S. schrieb: > Zum Trafo: Ich habe bis jetzt keine preiswerten 3-Phasen-Trafos > gefunden. Selber wickeln wäre möglich, aber wie ist da dann > der Wirkungsgrad? Werde ich aber dennoch weiter im Hinterkopf > behalten. Problem beim Trafo ist halt, dass die Frequenz nicht zu sehr abweichen darf, sonst gibt's Ärger. Vielleicht gibt's ja auch geeignete Wechselrichter für passables Geld. > Den Vorschlag mit 2,5mm nehme ich auf, auch wenn dann das > Kabel noch etwas teurer wird. Schadet nix, halte ich aber für Übertreibung. Siehe meine Rechnung dazu. > Zudem ist mir 500W elektrische Leistung wesentlich lieber > als 500W Wärmeleistung. Ja, das ist verständlich. - Rein übertragungstechnisch halte ich Drehstrom für das Nonplusultra, aber die Frage ist halt, was Du mit diesem schwankenden Drehstrom im Hause anfangen kannst. > Da bisher keine Stimmen aufkamen, die meine geplante > Umsetzung als unmöglich bezeichnet haben, werde ich diese > Idee erstmal weiterverfolgen. Rein technisch sehe ich da nix Unmögliches. Ich hatte allerdings eine Kollegin, die eine alte Mühle ausgebaut hat. Von der stammt die Aussage, dass der ganze Problemkreis der Wasserrechte ein Abgrund sei...
Tja, schade, daß Du keine weiteren Infos über die Turbine und den Wasserzufluss lieferst. Wenn die 500W Dauerlast sind, würd ich auch probieren, sie dauerhaft zu nutzen. Mehr Leistung kann die Turbine bestimmt nicht, oder? Was Du auch machen könntest, einphasiges 230V Inselnetz mit Kondensator-erregtem Asynchrongenerator. Dann mußt Du aber die Turbine regelbar haben und die Drehzahl irgendwo in der Nähe der Solldrehzahl des Motors/Generators halten. Ein bißchen mehr ist nicht schlimm, dann kommt auch ein wenig mehr Spannung raus und gleicht evtl. einen Teil der durch die Kabelverluste verlorenen Spannung wieder aus. Vorteil: Diese 230V gehen einigermaßen problemlos durch das Kabel und Du kannst ein Heizelement im Haus direkt daran anschließen. Dem ist auch die genaue Frequenz und die genaue Spannung egal, was die ganze Sache sehr variabel in der Leistung macht. Solange nichts überlastet oder durch zu hohe Spannungen beschädigt wird, wird die Turbinenleistung einfach umgesetzt, es stellt sich ein recht stabiler Arbeitspunkt für Drehzahl, Spannung und Leistung ein. Dieser sollte in der Nähe der optimalen Drehzahl für die Turbine liegen, da muß die Polzahl des Generators sinnvoll gewählt werden. Du könntest die 230V auch im Haus auf einen Trafo schicken und damit einen Akku laden... Einfachen Ladegeräten ist eine ungenaue Frequenz auch egal. Schaltnetzteile könnten das evtl. krumm nehmen und mögen keine Spannungen deutlich über 230V. Deswegen müßtest Du in solchen Inselnetzen die Turbine schnell und genau regeln können.
Hannes S. schrieb: > Der Generator wird 3-phasigen Wechselstrom liefern, ca. 30V, wobei diese > Spannung drehzahlabhängig ist. Über eine B6-Brücke soll eine > Gleichspannung erzeugt werden, Ich vermute, dass es sich um einen Generator aus einem LKW handelt. Diese Bauform, wie sie auch in den Autos eingebaut wird, ist aber relativ ineffizient so dass ich da eher nach einem passenderen Generator schauen würde.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.