De overloopweerstand van een windturbine
De overstroomweerstand vangt de elektrische overschotten van de windturbine op bij harde wind.
Een eenvoudig en effectief veiligheidselement, de overstroomweerstand zet eenvoudig overtollige elektrische energie om in warmte. Het wordt ook wel ontlaadweerstand, ontlastingsweerstand of dump load (in het Engels) genoemd.
Zonder deze zouden reeds volle batterijen verzadigd raken met elektriciteit en zou hun spanning gevaarlijk hoog oplopen. In dat geval begint het zuur in zogenaamde open batterijen met vloeibare elektrolyt simpelweg te koken en verdampt het snel. Dit is een gewenst effect om de cellen van een batterij te egaliseren en de levensduur te verlengen, maar alleen voor een korte tijd. Het is absoluut noodzakelijk om deze situatie te vermijden wanneer deze niet onder controle is. Zonder overstroomweerstand zijn enkele dagen harde wind voldoende om batterijen te overbelasten en onherstelbaar te beschadigen.
De overstroomweerstand van een windturbine is een groot element, in de open lucht geplaatst en vaak uitgerust met vinnen of een keramische kern om de warmteafvoer te bevorderen. Net als bij de radiator van de diodenbrug moeten de vinnen van de weerstand verticaal worden geplaatst voor natuurlijke luchtconvectie. Daarom moet de ruimte boven de weerstand vrij worden gelaten.
De temperaturen die bij harde wind worden bereikt, zijn soms hoog en een beschermrooster kan nodig zijn. Evenzo wordt de overstroomweerstand geïsoleerd van alle brandbare ondergronden.
De weerstanden werken op zeer lage spanning (minder dan 50V), dus de stromen zijn zeer hoog, zelfs bij lage vermogens. De ohmse weerstand moet daarom een lage waarde bereiken, terwijl een hoog warmteafvoervermogen behouden blijft. Soms is het nodig om meerdere elementen parallel te plaatsen om de warmteverdeling te verdelen.
Een weerstand wordt gekenmerkt door twee waarden, zijn weerstand in Ohm, en zijn vermogen in Watt, dat wil zeggen de hoeveelheid warmte die zonder schade kan worden afgevoerd.
Laten we een kleine dimensioneringsoefening doen met een windturbine van 1000W bij 24V. Het maximale vermogen van 1000W wordt met 25% verhoogd als veiligheidsfactor, wat ons 1250W geeft. Dit is het afvoervermogen van onze weerstand.
De ohmse weerstand wordt eerst berekend door de stroom te bepalen. We delen het maximale vermogen door de spanning bij volle batterijen: 1250 / 28 = 44 Amp.
Met de wet van Ohm kunnen we de weerstand bepalen die moet worden geïnstalleerd om 44A bij 28V te verbruiken. U = RI dus R = U/I dus R = 28/44 = 0,64 Ohm.
We zullen in dit geval dus een weerstand van 1250 Watt - 0,64 Ohm (of vergelijkbaar) moeten gebruiken met een regelaar van 45A of meer om de lading van de batterijen in alle situaties te controleren.
In de context van zelfbouw, om kosten te besparen, is het mogelijk om zelf een overloopweerstand voor een windturbine te dimensioneren en te maken van weerstandsdraad. Deze wordt op rol of per meter verkocht tegen een lage prijs. De lengte van de draad bepaalt de ohmse weerstand: hoe korter de draad, hoe lager de weerstand en hoe hoger de stroom. Let er dus op dat de toegestane temperatuur van de draad niet wordt overschreden door een te korte lengte. Deze moet lang en dik genoeg zijn om zijn warmte in de lucht te verspreiden.
