Technik

Angefangen hat alles vor einigen Jahren mit der Idee, einfache, kompakte und leichte Windgeneratoren zu entwickeln...
Ergebnis dieser Idee sind effiziente und effektive Windenergieanlagen zur Windenergienutzung nach DIN EN 61400-2 der Kategorien Nennleistung 500 Watt, 1500 Watt und 5000 Watt mit geringen Kosten und kürzester Amortisationszeit.

Die Systeme der Windkraftmanufactur  stellen als permanenterregte, horizontale Windkraftanlagen den neuesten  Stand der Technik dar. Permanenterregte Motoren (mit Permanentmagneten) haben gegenüber fremderregten (mit Erregerwicklung) den Vorteil, dass zur Erzeugung des Magnetfeldes keine Energie benötigt wird. Dies verbessert besonders bei kleiner Gesamtleistung den Wirkungsgrad. Da bei unseren KWEA alle wesentlichen Komponenten, insbesondere auch der Generator, für KWEA optimiert wurden, unterscheiden sich unsere Systeme von vielen herkömmlichen Anlagen durch ein frühes Leistungsoptimum bei niedrigen Windgeschwindigkeiten mit erheblich geringeren Folgekosten und höheren Standzeiten. Hierdurch wird auch ohne Förderung eine kurze Amortisationszeit erreicht.

Bei vielen Kleinwindanlagen hat im Gegensatz zu unseren Systemen keine Optimierung unter technischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten stattgefunden. Wird lediglich die Anlagengröße geändert, nimmt die Energieausbeute im Quadrat der Größe der Anlagen zu. Das Konzept der Windmanufactur steuert dem bei den KWEA entgegen, da durch das innovative Konstruktionsprinzip die Fertigungsmaterialien massiv reduziert werden, so dass auch kleine Anlagen wirtschaftlich sind. Dazu wurden in zehnjähriger Entwicklungsarbeit alle wesentlichen Teile für die speziellen Anforderungen einer Kleinwindenergieanlage entwickelt und optimiert.

So erreicht unser 5 kW-Generator bis ca. 7 kW Leistung im Spitzenbetrieb. Für 5 kW ausgelegt verfügt er also über 40% (vierzig %) Leistungsreserven, was sehr lange Standzeiten ermöglicht, da er auch bei  Starkwinden niemals überhitzt werden kann, sondern immer im Optimum läuft. So führen im Dauerbetrieb schon 5°C Temperaturunterschied in der Generatortemperatur zu einer ca. 50% kürzeren Lebensdauer. Andere Hersteller bieten z.B. lediglich 10% Leitungsreserve, da die Anlagen kurz unter Leistungsgrenze ausgelegt sind.

Logo ÖK Strom

Unsere Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass sie

  • effizienter bei kleinen Windgeschwindigkeiten Energie erzeugen,
  • vibrations- und geräuschärmer als herkömmliche Systeme arbeiten,
  • wesentlich leichter als Systeme der gleichen Leistungsklasse sowie
  • wartungsfrei und
  • im Design ansprechend und zeitlos sind.
  MadeInGermany  

Flügel

Die Flügel bestehen aus speziellem und hoch qualitativem Carbon und Glasfasergewebe und sind für Radial- und Axialbelastungen hervorragend geeignet. Sie zeichnen sich durch ihre sehr leichte und stabile Bauweise aus. Durch selbstbremsende Eigenschaft bei starken Windböen garantieren die Flügel eine sichere und stabile Funktions- und Arbeitsweise des Generators. Nach langjähriger Entwicklungs- und Forschungsarbeit im Feld sowie im Windkanal wurden diese Flügelprofile fertiggestellt. 

Schon bei kleinstem Windhauch (2-3 m/s) beginnen die Flügel mit der Drehung. Durch die starke Neigung des Flügelprofils zur Nabe hin wird der Auftrieb sehr früh eingeleitet. Ebenfalls wird die Neigung neben dem verbesserten Auftrieb zu einem Vorteil bei hohen Drehzahlen. Bei Maximum Drehzahl des Flügels wird diese durch bremsende Eigenschaft des Flügelprofils konstant gehalten. Dies bringt einen weiteren sehr wichtigen Vorteil mit sich, nämlich die Minimierung der Geräuschemission. Somit können die Windmanufactur- Windgeneratoren auch in bewohnten Gebieten eingesetzt werden.

Windmanufactur Anlage auf Dach

Windmanufactur Flügel

Generatoren

Die Permanentmagnet-betriebenen, bürstenlosen Generatoren der Windmanufactur verfügen über eine hohe Leistungsreserve bei geringem Gewicht, durch die eine hohe Betriebssicherheit und lange Lebensdauer erreicht werden. Durch verbesserte Technik und Systemsymbiose sind unsere KWEA die Leichtesten in ihren Klassen. Unsere Generatoren wurden speziell für den Einsatz in Kleinwindenergieanlagen entwickelt im Gegensatz zu z.B. Anlagen welche mit Standard Wechselstromgeneratoren arbeiten.

Ein bestimmter Grad Neigung in der Wicklung, sowie das Design der Wicklungsbleche ermöglicht die Rastpunktfreiheit bei der Drehung des mit Magneten bestückten Rotors. Durch die Rastpunktfreiheit ist ein Minimalabstand der Magnete zu der Wicklung gewährleistet. Dies führt zur höheren Effizienz und Leistung des Generators. Die Betriebsnenntemperatur der Windgeneratoren von Windmanufactur bietet ausreichende Reserve für starke und langanhaltente Windgeschwindigkeiten um die Leistungsverluste des Generators zu minimieren. Dies garantiert eine weitere Betriebssicherheit.

An den Generatorausgängen der Generatoren ist AC Wechselstrom 3-Phasen vorhanden. Durch die hohe Polzahl an der Wicklung und dem Rotor erreichen die KWEA der Windmanufactur die erforderliche Ladespannung sofort bei ersten Flügeldrehungen. Die sehr leichte Bauweise der Rotoren hat neben einer luftzirkulierenden Eigenschaft auch den Vorteil, dass für einen leichteren Anlauf der Flügel gesorgt wird. Durch  Aluminiumgussteile wurde neben dem individuellen Design auch eine leichtere Bauweise möglich.  Die Gehäuse der Generatoren können die entstehende Hitze in der Wicklung sehr gut über die Kühlrippen und ein internes Kühlsystem ableiten.

Windmanufactur Generatoren im Test

Windmanufactur Flügel Profil

Windmanufactur Montage

Tragelemente

Die Windnachführungselemente sorgen für höchste Windausbeute und sind so ausgelegt, dass der Generator nicht bei jeder kleinen Windböe aus der Hauptwindrichtung kommt und wieder von neuen beginnen muss sich zu drehen. Durch die gebogene Konzipierung des Windnachführungsrohrs wurde die Windnachführungsplatte höher gelegt, so dass der anströmende Wind besser empfangen werden kann. Sämtliche Schrauben sind aus nicht magnetischem Edelstahl und stören das vorherrschende Magnetfeld in dem Generator nicht. Die Mastverbindungselemente sind verzinkt und über Flansche verbunden. Durch die Flanschverbindung können die Generatoren sehr leicht montiert und demontiert werden. Aufgrund des geringen Gewichtes unserer Generatoren, aber bei voller Stabilität bei starken Schub- und Zugkräften während des Betriebs, bauen unsere Mastsysteme leichter und sparen so viel Kosten. Der Mast macht i.d.R. ca. 30% der Anlagenkosten aus.

Windmanufactur Träger

Tragelement Fundament Windmanufactur

Sturmsicherung

1. Mechanisch Die Flügel werden bei starken Wind- geschwindigkeiten bei der Nenndrehzahl durch das Flügeldesign konstant gehalten. Eine Überdrehung ist auch bei stärkeren Windgeschwindigkeiten nicht möglich. Im Gegensatz zu diversen Kippstellungen der Flügel, PCs oder Fliehkraftkupplungen anderer KWEA-Systeme können bei unseren Anlagen keine starken Belastungen durch ruckartige Bremsungen bei Notstops entstehen, welche die Flügel und deren Verbindungselemente stark belasten. Die Flügel bleiben somit immer in ihrer Drehachse und werden mechanisch weniger beansprucht, was zu einer längeren Lebensdauer führt.

2. Elektrisch Durch den Spannungsregler wir der Generator im Betrieb überwacht. Die Spannungen können schwanken und zum Teil sehr hoch werden.  Der Regler hängt dem Generator ab der Nennleistung  eine Zusatzlast (Ohmscher Widerstand) an. Die Zusatzlast bremst den Generator und hält ihn bei der Nennleistung konstant. Dies ist parallel zu der Flügelbremse eine sichere Ergänzung zu anderen elektrischen Sturmsicherungen.
Durch einen Haupt-Notstoppschalter kann der Generator kurzgeschlossen und somit von den weiteren elektrischen Komponenten getrennt werden. Für z.B. die Montage und Demontage des Generators wird der Haupt-Notstoppschalter ebenfalls eingesetzt, damit sich die Flügel bei Wind nicht drehen. 

Bei Abwesenheit
Autarke Systeme: Nachdem die Batterien vollgeladen sind schaltet der Spannungsregler den Generator automatisch auf die Zusatzlast, bis wieder Leistung aus den Batterien entnommen wird. Bei Stürmen wird der Generator durch Flügel und Zusatzlast gebremst.

Netzsynchrone Systeme: Wie bei den autarken Systemen regelt die Spannungsüberwachung den Generator. Die erzeugte Energie versorgt vorrangig hausinterne Verbraucher wie Kühlschrank etc. Falls kein Verbraucher angeschlossen ist wird die Energie komplett ins externe Netz eingespeist. Ab der Nennleistung kommt die Zusatzlast zum Einsatz und bremst so den Generator.

Sturmsicherung Windmanufactur Tests im Windkanal

Windmanufactur Sturmsicherung Netzteil