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Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose
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29.12.2010 22:24
frank 

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo Sandy,

zum Üben reicht das aus.
Die Frequenzmessung des belasteten Generators im 2 Sekunden Takt
+ Windgeschwindigkeiten im selben Zeitraum von der Wetterstation.
24 Stunden sind ja schon Luxus

Den Nachlauf zu Ermitteln und zu Berücksichtigen ist ein eigenes und komplizierteres Thema, jedoch wichtig um Effekte bei stark böigem Wind
zu berücksichtigen.
Wie auch immer ich muss das erst mal ungeachtet lassen.
Eins nach dem anderen ...

Gruß Frank

_______________

1000 Wp Photovoltaik, Black 300
16 KWh Akkubank
2 KW/230 V Trapez Wechselrichter
3,5 KW Gas Generator und 1,5 KW Ladegeräte

30.12.2010 16:25
frank 

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo Sandy,

Danke für die Daten, hier die Analysen:



Diese Diagramm zeigt die Windwerte im 10 Minuten Mittel über die Zeit im original: 7 m/s bis 11 m/s.

Ich habe dann man Wind und Frequenz (auch im 10 Minuten Mittel)
für die ersten 3 h aufgetragen (9 m/s bis 11 m/s)



Die Übereinstimmung ist schon ganz gut, jedoch bei ca. 1:45 und 2:20 gibt es deutlich Abweichungen warum auch immer ...

Ich habe mich entschlossen für den Zusammenhang zwischen Frequenz und Windgeschwindigkeit nur noch die ersten 1.5 h zu verwenden.



Dieses Diagramm enthält dann auch die Umrechnungsformel für 8.5 m/s bis 10 m/s.
Wind[m/s] = Frequenz[Hz] * 0.23 + 0.05

Diese Formel ist definitiv weder auf andere Windgeschwindigkeiten noch auf andere Windverhältnisse (Böen) übertragbar.
Hierzu müssten deutlich mehr Messwerte,
im untereren Bereich, gerne ab 2 m/s einfließen und andere Windverhältnisse geprüft werden.

Hat man irgendwann eine genauerer Formel, die größere Bereiche abdecken kann
und über einige Messungen und Analysen abgesichert ist.
Kann man die bessere Abtastung der Frequenz ausnutzen
und die Windgeschwindkeit nun in höherer Abtastung abschätzen.
Jedoch sind Nachlauf Effekte immer noch unberücksichtigt.
Dann kann man in einer Messung von z.B. 3 Stunden,
Aussagen über die Leistungsfähigkeit bzw. Modifikationen machen,
weil durch die höhere Abtastung die Messung automatisch eine höhere Bandbreite hat.
Achtung: ändert man die Belastungskurve muss man den Zusammenhang neu ermitteln!

So wie es bisher jetzt ist, muss man für solche Aussagen
immer recht ähnliche Windverhältnisse miteinander vergleichen.

Wie gut und genau das funktioniert und wie praktikabel das ist,
muss sich in der Praxis beweisen ...


Gruß Frank

_______________

1000 Wp Photovoltaik, Black 300
16 KWh Akkubank
2 KW/230 V Trapez Wechselrichter
3,5 KW Gas Generator und 1,5 KW Ladegeräte

30.12.2010 20:11
frank 

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo zusammen,

ich habe dann nochmal weitere 6 Stunden der Werte analysiert:









Das letzte Diagramm enthält Daten von 7.5 m/s bis 10 m/s,
stellt also die Beziehung der mittleren Windgeschwindigkeiten und mittleren Frequenzen für den einen Bereich von 7.5 m/s bis 10 m/s her.
Die Daten ab 9 Stunden decken keinen neuen Geschwindigkeitsbereich ab.
Deswegen sollten diese Daten nicht einfließen.
Man könnte die bisher ermittelte Formel jedoch gegen die Daten prüfen und vergleichen.

Wie ihr seht: machbar ist es schon aber schon eine Menge Arbeit,
ich habe insgesamt jetzt ca. 8h gebraucht.

Das gleiche Verfahren kann man auch für die Leistungen (anstelle der Frequenz) verwenden
und somit eine Leistungskurve erstellen.

Aber auch hier gilt:
Aufgrund der schlechten Abtastung des Windes, sind mehrere
Messungen nötig um eine vollständige Leistungskurve zu erhalten.


Gruß Frank

_______________

1000 Wp Photovoltaik, Black 300
16 KWh Akkubank
2 KW/230 V Trapez Wechselrichter
3,5 KW Gas Generator und 1,5 KW Ladegeräte

30.12.2010 20:17
Sandy 

Administrator

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Mensch Frank, da hast du dir eine Menge Arbeit gemacht. Leider hat Chefe Hermann die Bilder noch nicht eingesetzt, aber dies kann nur noch Tage dauern
Edit Hermann:
Moin,Jungs
Was sagt eine Schnecke auf dem Rücken einer Schildkröte?
Auflösung kommt heute Abend.

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_______________

31.12.2010 17:24
frank 

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo zusammen,

Ich noch ein paar Fehler in der Auswertung entdeckt.

Hintergrund ist das die Abtastung der Frequenz ab ca. 3 h nicht mehr präzise alle 2 Sekunden erfolgt.
Mit zunehmender Dauer fehlen immer mehr Messwerte.

So sieht es dann korrigiert aus:



Und das Resultat ist definitiv brauchbar ...


Gruß Frank


_______________

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3,5 KW Gas Generator und 1,5 KW Ladegeräte

31.12.2010 17:43
sima6201 
Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo zusammen

Ich lese schon einige zeit über euer Problem mit.
Ich hätte da eine Idee wie ihr vielleicht am besten an das Ergebnis kommen könntet.
Am Black Kohlebürsten-Gehäuse einen kleinen Lichtschranken montieren, der mit einer Funkübertragung wie die Wetterstationen haben, ausgestattet ist, der nimmt dann die Geschwindigkeit direkt am Black ab.
Die Elektroniker unter euch werden wissen ob das machbar ist oder nicht.

M f G Martin
und guten Rutsch ins neue Jahr

31.12.2010 19:21
Sandy 

Administrator

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

@sima6201
Kein schlechter Gedanke und durchaus machbar, allerdings sehr aufwendig nach meiner Meinung. Viele Digitalmultimeter haben eine Frequenzmessfunktion und dazu noch eine PC Schnittstelle, so dass eine Messung leicht zu realisieren ist.
Vielleicht hat jemand hier im Forum trotzdem noch eine Idee, deinen Vorschlag umzusetzen.


@Frank
Gute Arbeit, eigentlich hatte ich damals die Aufzeichnung genau zu diesem Zweck gemacht, hatte aber zu viel anderen Kram im Kopf und die Daten in einer Ecke auf dem Laptop herumliegen.
Natürlich hatte ich dir nicht alles verraten z.B. den Einbruch der Drehzahl zwischen 2 u. 3 Uhr. Hier hatte meine Mastschutzeinrichtung, die ich damals im Test hatte, ausgelöst. Ohne die Bremsung wäre das Rekordergebnis seinerzeit noch höher gewesen.
Meine Aussage bezüglich unterschiedlicher Drehzahlen bei gleicher Windstärke durch schwankende Leistungsabgabe hat sich bestätigt, eine genauere Messung wird hier noch mehr Klarheit bringen.

Bevor ich jetzt weiter nachdenke, will ich zunächst Silvester feiern.

Guten Rutsch ins Jahr 2011!

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_______________

31.12.2010 19:23
Sandy 

Administrator

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Zitat:



Edit Hermann:
Moin,Jungs
Was sagt eine Schnecke auf dem Rücken einer Schildkröte?
Auflösung kommt heute Abend.





Glaube, sie sagt Huuuiiiiiiiiiiiiiiiiihh!
Edit Hermann : Jup richtig

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_______________

01.01.2011 15:13
frank 

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Hallo zusammen,
und auch von mir ein frohes neues 2011!

Anbei das letzte Diagramm, etwas 'ehrlicher' skaliert,
(mit 0/0 Punkt) es sind genau die gleichen Daten!



Meine Intention war aufzuzeigen,
dass man mit den wenigen Daten der Wetterstation und
den vielen Daten von anderen Loggern (Frequenz oder Leistung vom Windmaster) durchaus brauchbare Informationen erhalten kann.
Jedoch ist das viel Arbeit und wie man am letzten Diagramm sofort sieht,
fehlen immer noch etliche Messwerte um eine glaubhaften Zusammenhang darstellen zu können.
Die Diagramme und Analyseverfahren der Frequenz sind für die Leistungen übertragbar,
jedoch ist, aufgrund der vermuteten dritten Potenz eine deutlich größere Streuung (Faktor 3) zu erwarten.

Auch ein Ergebnis dieser Analyse:
Die Frequenz des Generators zu loggen um später im Umkehrschluss die Windgeschwindigkeit daraus abzuschätzen halte ich nicht mehr für sinnvoll.
Grund ist dass bestimmte Einflüsse, z.B. Sicherheitsbremse, Eisbildung, Belastung, Fehler wie zuletzt bei Sandy aufgetreten, ...
die Frequenz des Generators signifikant beeinflussen und die wahre Windgeschwindigkeit dann nicht wiedergeben würden.
Zweckmäßiger wäre hier ein zusätzlicher, unbelasteter 'Windläufer',
oder ein besseres Windmessgerät.

Natürlich macht es dennoch Sinn die Frequenz des Generators zu messen und wie hier gemacht mit dem Wind zu vergleichen.
Ich denke, Sandy kann da schon was mit anfangen...

Fazit,
mit viel Arbeit und etlichen Messungen,
kann man, mit diesen Wetterstationen und z.B. Logger von BlueTec
z.B. eine Leistungskurve, ohne Berücksichtigung der Böigkeit, erstellen.
Ob sich die Arbeit lohnt darf jeder für sich selbst entscheiden.
Wenn man es professionell betrachtet,
ist es günstiger und genauer sich ein besseres Windmessgerät zu kaufen.

Die Excel Tabelle könnt ihr gerne haben,
sie ist wenig dokumentiert und auch deshalb nicht leicht nachzuvollziehen,
Fragen dazu beantworte ich gerne.


Gruß Frank

_______________

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01.01.2011 20:08
Sandy 

Administrator

Re: Verwendung einer Wetterstation zur Ertragsprognose

Ein Frohes Neues Jahr für alle Windradfans!

Im Augenblick habe ich den Kopf sehr voll mit dem neuen Black 300, deshalb muss die praktische Anwendung deiner Arbeit noch warten.
Ob deine Arbeit für die Ertragsprognose, wie hier im Thread beschrieben, eine genauere Bewertung möglich macht, muss sich zeigen. Auf jeden Fall wichtig wird deine Analyse für BlueTec's Arbeit im Zusammnenhang mit dem Datenlogger für den Windmaster sein.

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
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