Mobiles Windrad

 

Das Hauptprojekt der mobilen Windkraftanlage

Im Jahre 2005 entstand die Idee zum Bau einer mobilen Windkraftanlage. Diese Idee wurde in den folgenden Jahren gemeinsam von Schülern und Lehrern realisiert.

Eine der Hauptideen des Projekts „Windmobile“ ist es eine mobile Messeinheit zu bauen, die herangezogen werden kann um in Zukunft Prognosen für die Energieausbeute eines Standortes abzugeben.

Ein weiteres, in Zukunft mögliches Ziel, wäre die mobile Energiequelle in Kriesengebieten oder Katastrophengebieten einzusetzen. Dort könnten Kühleinheiten, zwecks Lagerung von Medikamenten, mit Energie versorgt werden.

Der erste Prototyp der Anlage konnte im Oktober 2007 dem Publikum vorgestellt werden.

Der erste Prototyp bestand aus einem Teleskopmast auf dem das Windrad befestigt war. Der Teleskopmast war auf einem Autoanhänger angebracht und konnte bis auf eine Höhe von fast 11m ausgefahren werden.

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Für den Transport konnte der Teleskopmast komplett eingefahren werden und befand sich anschließend in einer Kipplage die eine kompakte Transportform des Anhängers ermöglichte.

In den beiden darauffolgenden Jahren wurde das mobile Windrad um eine Wetterstation und ein Messsystem erweitert. Diese Erweiterung ermöglichte es nun lokale Wetterdaten zu erfassen und diese gegebenenfalls mit den Energieertragsdaten des Windrades zu vergleichen. Das Messsystem wurde so erweitert, dass die Daten über einen längeren Zeitraum gemessen werden konnten und man mithilfe der Daten Prognosen für den Windertrag für einen bestimmten Standort erstellen konnte.

Im Jahre 2010 wurde der Entschluss gefasst das mobile Windrad mit einer Karosserie zu versehen. Dies war einerseits nötig um die Messsysteme vor den Wettereinflüssen besser zu schützen , andererseits ergaben sich aus dem Umbau weitere Optionen für zukünftige Erweiterungen. Die Erweiterung mit dem Karosserieaufbau wurde teilweise in der mechanischen Werkstatt von Herrn Claude Reitz und einer 10. Klasse durchgeführt.

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Die Karosserie ermöglichte es nun das mobile Windrad mit einer zweiten Energiequelle auszustatten. Im Jahre 2011 kam eine 260W Photovoltaïkanlage hinzu. Dies hatte zur Folge dass, das komplette System nun als mobile Energieeinheit aufgefasst werden kann. Man kann nun auf die beiden umweltfreundlichen Energiequellen des Windes und der Sonne zurückgreifen und die erzeugte Energie in Batterien speichern. Durch die erhöhte Energiezufuhr wurde die Einsatzzeit des Messsystem zusätzlich erhöht.

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Im Jahre 2011 wurde ebenfalls ein Luftkompressor so umgebaut, dass er für den Anschluss an die 24V Batterie geeignet ist. Dieser Luftkompressor dient dazu den Teleskopmast auszufahren und den Luftdruck im Innern des Mastes konstant zu halten.

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In den Schuljahren 2010-2012 konnten mithilfe der mobilen Windkraftanlage verschiedene Standorte auf ihren Windertrag überprüft werden. Dies wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Luxemburg erstellt und ermöglichte es 3 Studenten Studienarbeiten bzw. Abschlussarbeiten anzufertigen.

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Im Schuljahr 2012/2013 wurde an der mobilen Windkraftanlage ein neues Messsystem und Bordnetz geplant und aufgebaut.

Das Messsystem wurde komplett überarbeitet und besteht nun aus folgenden Komponenten:

Messplatine zur Erfassung der Ströme und Spannungen

National Instruments DAQ NI USB-6211 Datenerfassungsystem zur Verarbeitung der Messwerte

Industrie PC mit 17“ Touchscreen zur Speicherung und Darstellung der Daten.

Wetterstation zur Erfassung der Wetterdaten

Das Bordnetz wurde so abgeändert, dass beide Energiequellen (Wind, Sonne) ein 24V Gleichspannungsnetz, bestehend aus Batterien, speisen.

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Das Bordnetz besteht im Einzelnen aus folgenden Komponenten:

Laderegler, Blue Power Charger GX 24/15-IP20 (3) Uin 230Vac

Tiefentladeschutz für die Batterien, BatteryProtect BP-40i

2 in Reihe geschaltete Batterien, 12V/110Ah Gel Deep Cycle Batt.

DC-DC Wandler, Orion 24/12-12A DC-DC converter IP20

Aerocraft Laderegler für Windrad Aerocraft 752AC

Solarladeregler STECA PR2020

DC-DC Wandler, Orion 24/12-70A DC-DC converter IP20

Wechselrichter Victron Energy Blue Power Phoenix Inverter 12V/750W

Die aktuelle Version des mobilen Windrades kann zum jetzigen Zeitpunkt (Juni 2013) sowohl für Messungen des Energieertrages als auch als autonomes Energienetz herhalten.

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Im Schuljahr 2013/2014 sind folgende Erweiterungen getätigt:

Programmierung der Anzeigen der Messdaten mit der Software Labview von National Instruments

Erweiterung zur Messung und Regelung des Luftdrucks im Mast

Erweiterung des Messsystems zwecks Übertragung der Daten an einen  Server im LTEtt über eine GSM Verbindung

Erweiterung der Wetterstation mit einer solarbetriebenen Spannungsversorgung

Aktuell wird der Schaltschrank neu verdrahtet.