Windenergie ist eigentlich recht praktisch, denn sie kostet nichts und steht quasi unbegrenzt zur Verfügung. Leider hängt sie aber stark vom täglichen Windangebot ab. Deshalb kommt es vor, dass an manchen Tagen mehr Strom zur Verfügung steht als man braucht und an windstillen Tagen die Anlage quasi außer Betrieb ist. Um dieses Manko auszugleichen brauchen wir etwas, das den zu viel erzeugten Strom speichert und bei Bedarf abgibt. Kurzum: Eine Batterie!
Die Batterie
Um so eine Batterie zu laden, muss man sie allerdings zuerst mit unserem Generator verbinden. Zu beachten ist, dass man die Batterie nur mit Gleichstrom laden kann. Zum Glück erzeugt unser Generator von sich aus nur Gleichstrom. Das heißt ein Anschluss wird Plus sein der andere Negativ. Folgerichtig schließen wir den Pluspol jetzt auch an den Pluspol der Batterie. Für den Minus-Pol passiert dasselbe.
Die Batterie hat eine gewisse Spannung. Ist es eine 12 Volt Batterie so kann sie im stark entladenen Zustand weniger als 10 Volt haben. Wir erinnern uns an unser Beispiel mit der Luftpumpe. Nur wenn von der Pumpe ein höherer Druck erzeugt wird, als im Reifen ist, dann wird Luft in den Reifen strömen. So ist es bei unserer Batterie nämlich auch. Der Generator hat am Anfang eine zu niedrige Spannung, erst sobald er über die Spannung der Batterie kommt, kann er die Batterie laden. Sinnvoll sind hier ca. 12-14 Volt.
Problem?
Nehmen wir an, dass unsere Batterie jetzt gut geladen ist aber eine totale Flaute kommt. Das Windrad steht und am Generator wird keine Spannung erzeugt. Die Batterie hat aber Saft! Warum sollte der Strom, wenn er in die eine Richtung fließen kann, nicht auch in die andere fließen? Und genau das würde jetzt passieren. Unsere Batterie würde unser Windrad antreiben.
Das sieht zwar ganz schön aus, macht aber für uns überhaupt keinen Sinn, denn wir wollen ja aus Wind Strom machen und nicht umgekehrt. Also brauchen wir etwas, dass den Strom nur in eine Richtung durchlässt. Für unsere Luft Beispiel wäre es recht einfach so etwas zu bauen. Wir nehmen einfach eine Kugel und pressen sie mit einer Feder auf eine Öffnung. Kommt die Luft jetzt aus der Seite entgegengesetzt zu der Feder, drückt sie gegen die Kugel und öffnet den Verschluss. Jetzt kann sie Richtung Schlauch strömen. Will sie hingegen zurück dann prallt sie auf die Kugel aus Richtung der Feder. Jetzt drückt sie die Kugel noch fester in die Öffnung und der Durchgang ist verschlossen. Die gleiche Aufgabe übernimmt das Ventil am Fahrradschlauch das aber nach einem etwas anderen Prinzip funktioniert.
So, für Luft war das schön einfach, aber wir wollen das ja mit dem Strom machen? Gibt es da auch ein Bauteil das so etwas kann. Natürlich! Man nennt es Diode. Die meisten kennen sicherlich die Leuchtdiode (LED), diese ist eine Diode die eben auch leuchtet. Wir begnügen uns hier mit einer stinknormalen nicht leuchtenden Diode. Die Funktionsweise dieses Bauteils ist etwas komplizierter und beruht auf der Schichtung verschiedener Materialien, auf die ich hier nicht weiter eingehen möchte.
Schaltplan
Insgesamt sieht das Ergebnis nun so aus.
Wir sehen wie der Strom aus dem Generator zu unserer Batterie fließt und diese lädt. Einen Rückweg gibt es nicht. Leider liefert der Generator nicht konstant die benötigte Spannung und auch bei der Batterie ist einiges zu beachten. Deshalb geht es im nächsten Post um die so genannte Laderegelung.
Bis Mittwoch!
Eure Projektørga
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