Unipolargeneratoren für Kleinwindenergieanlagen (PDF)

Masterarbeit aus dem Jahr 2013 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,3, Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg (Fakultät für Elektrotechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Für ergiebige, zuverlässige und kostengünstige Kleinwindenergieanlagen (KWEA) besteht Bedarf in den entwickelten Volkswirtschaften, in denen KWEAn einen Beitrag zur Bewältigung der Energiewende leisten können. Das grössere Marktpotential liegt in Schwellen- und Entwicklungsländern, wo die elektrische Energie nur mit grossem Aufwand oder gar nicht verfügbar ist. Die Windenergie wird i. d. R. in mit einer (kleinen) Gleichspannung betriebenen Akkumulatoren zwischengespeichert. Wünschenswert für die Nutzung in KWEAn sind Generatoren, die kleine Gleichspannungen und grosse Gleichströme liefern können.

Gegenstand dieser Arbeit ist es zu klären, ob Unipolargeneratoren in KWEAn kleine Gleichspannungen und grosse Gleichströme zuverlässig und kostengünstig erzeugen können.

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Ziel

2. Wirkungsweise eines Unipolargenerators
2.1 Effektbetrachtung an einem Modell
2.2 Die Unipolarinduktion

3. Nutzung der Unipolarinduktion in technischen Anwendungen
3.1 Unipolargenerator
3.2 Energiespeicher
3.3 Drehzahlmesser

4.Realisierte Generatortypen
4.1 Generator nach Poirson
4.2 Generator nach DePalma
4.3 Generator nach Trombly und Kahn
4.4 Generator nach Valone
4.5 Generator nach Stampa
4.6 Zusammenfassung der Generatoreigenschaften

5.Auslegung eines Unipolargenerators
5.1 Entwurf eines Unipolargenerators
5.2 Randbedingungen für den Unipolargenerator einer Kleinwindenergieanlage
5.3 Auslegung des Magnetkreises

6. Experimentelle Untersuchung einzelner Komponenten
6.1 Aufbau des Messstandes
6.2 Aufbau der spiralförmigen Leiterscheibe
6.3 Messung des Leiterwiderstandes
6.3.1 Messergebnisse
6.3.2 Auswertung des Versuches
6.4 Messung der Leerlaufspannung
6.4.1 Messergebnisse
6.4.2 Auswertung des Versuches
6.5 Zeitliche Signalverl¿aufe der Leerlaufspannung
6.5.1 Messergebnisse
6.5.2 Auswertung des Versuches
6.6 ahme der Lastkennlinien
6.6.1 Messergebnisse
6.6.2 Auswertung des Versuches
6.7 Belastungsmessung
6.7.1 Messergebnisse
6.7.2 Auswertung des Versuches

7. Zusammenfassung und Ausblick

A. Anhang
A.1 Liste der Formelzeichen

B. Materialeigenschaften
B.1 Materialkonstanten
B.2 Magnetkonstanten

C. Ergänzendes Formelwerk

D. Platinenmasse und -entwurf

E. Messwerte
E.1 Messung der Leerlaufspannung
E.2 Zeitliche Signalverläufe der Leerlaufspannung
E.3 Aufnahme der Lastenkennlinien
E.4 Belastungsversuch

Literaturverzeichnis