Regelung


Die Effektivität der Windkraftanlage, gerade als Lademaschine, wird zum großen Teil durch eine gut eingestellte Regelung bestimmt. Denn der Generator kann nur dann effizient Strom erzeugen, wenn sich mit zunehmender Drehzahl auch die Spannung erhöhen und quasi "mitlaufen" kann. Über die Beziehung P=U*I gibt es grundsätzlich immer zwei Möglichkeiten: entweder die Leistung kommt vorwiegend aus der Spannung oder aus der Stromstärke. Je größer die Spannung  desto kleiner die Stromstärke und umgekehrt. Je größer jedoch die Stromstärke, desto größer ist auch der Widerstand in den Spulen und desto größer die thermischen Verluste, die man unbedingt vermeiden möchte. Genau das passiert jedoch bei einem Direktanschluss (über einen Gleichrichter) an die Batterie. Die Spannung wird praktisch festgehalten auf Höhe der Systemspannung, die Stromstärke steigt und der Wirkungsgrad des Generators knickt mit zunehmenden Leistungen immer weiter ein, bei gleichzeitiger Überhitzung der Spulen. 


Ein MPP-Regler (Maximum Power-Point) bzw. PWM-Regler (Pulsweiten-Modulation) kann hier Abhilfe schaffen. Er lässt die Spannung anhand definierter Kennlinien mit der Drehzahl hochlaufen und transformiert sie schließlich wieder auf die Systemspannung herunter, so dass die Stromstärke und damit der Widerstand im Generator deutlich kleiner bleibt. Die Kennlinie des Reglers (d.h. mit wieviel Ampere bei welcher Spannung der Generator belastet wird) sollte dabei gut auf die Leitungsabgabe des Rotors abgestimmt sein und sollte etwas unterhalb liegen, damit das Windrad nicht ausgebremst wird (siehe unter 'Generator').


Gute und am besten programmierbare Regler sind leider sehr teuer und gerade für kleine Windkraftanlagen an der Grenze der Wirtschaftlichkeit. Deshalb wird hier noch nach weiteren Lösungen und Alternativen gesucht – von günstigen Standard-Reglern mit passenden Kennlinien, über Neuentwicklungen bis hin zu alternativen Ideen, mit einfachen Mitteln (Spannungswandlern, Kondensatoren, Batterien unterschiedlicher Spannungen etc.) eine akzeptable Effizienzsteigerung zu erreichen. Ideen und Anregung diesbezüglich sind sehr willkommen! 

Erfahrungen mit konkreten Reglern folgen noch...