Der Überlaufwiderstand einer Windkraftanlage
Der Überlastwiderstand enthält den elektrischen Überschuss der Windkraftanlage bei starkem Wind.
Ein einfaches Sicherheitselement, der Überlastwiderstand wandelt einfach überschüssige elektrische Energie in Wärme um. Er wird auch Entladewiderstand, Lastabwurfwiderstand oder Dump Load (auf Englisch) genannt.
Ohne ihn wären die bereits vollen Batterien mit Elektrizität gesättigt und ihre Spannung würde auf gefährlich hohe Werte ansteigen. In diesem Fall beginnt bei sogenannten offenen Batterien mit flüssigem Elektrolyt die Säure einfach zu kochen und verdampft schnell. Dies ist ein gewünschter Effekt, um die Zellen einer Batterie auszugleichen und ihre Lebensdauer zu verlängern, jedoch nur für kurze Zeit. Diese Situation muss unbedingt vermieden werden, wenn sie nicht kontrolliert ist. Ohne Überlastwiderstand genügen einige Tage mit starkem Wind, um Batterien zu überladen und irreparabel zu beschädigen.
Der Überlastwiderstand einer Windkraftanlage ist ein imposantes Element, das im Freien aufgestellt ist und oft mit Rippen oder einem Keramikkern ausgestattet ist, um die Wärmeabfuhr zu fördern. Wie beim Kühlkörper der Diodenbrücke müssen die Rippen des Widerstands vertikal angeordnet sein, um die natürliche Luftkonvektion zu ermöglichen. Daher muss der gesamte Raum über dem Widerstand frei bleiben.
Die bei starkem Wind erreichten Temperaturen sind manchmal hoch, und ein Schutzgitter kann erforderlich sein. Ebenso wird der Überlastwiderstand von allen brennbaren Unterlagen isoliert.
Die Widerstände arbeiten bei sehr niedriger Spannung (unter 50V), daher sind die Ströme sehr hoch, selbst bei geringer Leistung. Der ohmsche Widerstand muss daher einen niedrigen Wert erreichen, während er eine hohe Wärmeabfuhrleistung beibehält. Manchmal ist es notwendig, mehrere Elemente parallel zu schalten, um die Erwärmung zu verteilen.
Ein Widerstand wird durch zwei Werte charakterisiert, seinen Widerstand in Ohm und seine Leistung in Watt, das heißt die Menge an Wärme, die ohne Schaden abgeführt werden kann.
Machen wir eine kleine Dimensionierungsübung mit einer 1000W-Windkraftanlage bei 24V. Die maximale Leistung von 1000W wird um 25% als Sicherheitsfaktor erhöht, was uns 1250W ergibt. Das ist die Wärmeabfuhrleistung unseres Widerstands.
Der ohmsche Widerstand wird zuerst berechnet, indem der Strom bestimmt wird. Wir teilen die maximale Leistung durch die Spannung bei vollen Batterien: 1250 / 28 = 44 Amp.
Mit dem Ohmschen Gesetz können wir den Widerstand bestimmen, der installiert werden muss, um 44A bei 28V zu verbrauchen. U = RI also R = U/I also R = 28/44 = 0,64 Ohm.
In diesem Fall müssen wir also einen Widerstand von 1250 Watt - 0,64 Ohm (oder ähnlich) mit einem Regler von 45A oder mehr verwenden, um die Batterieladung in allen Situationen zu kontrollieren.
Im Kontext des Selbstbaus, um Kosten zu sparen, ist es möglich, einen Überlastwiderstand für eine Windkraftanlage selbst aus Widerstandsdraht zu dimensionieren und herzustellen. Er wird auf Spule oder pro Meter zu einem günstigen Preis gekauft. Die Länge des Drahts bestimmt den ohmschen Widerstand: Je kürzer er ist, desto geringer ist der Widerstand und desto höher ist der Strom. Achten Sie darauf, die zulässige Temperatur des Drahts aufgrund einer zu kurzen Länge nicht zu überschreiten. Er muss lang und dick genug sein, um seine Wärme in die Luft abzugeben.
