$P_{\mbox{\footnotesize el}}$ des SON maximieren

Praktisch kommt beim 17-20''-SON folgendes heraus (Tabelle 2.1). Die Leistung ist aus $P=U^2/R$ berechnet. Verwendet werden Lastwiderstände mit 5-20W.


Tabelle 2.1: Gemessene Annäherung an die Maximalleistung des SON
$v$ $R_{\mbox{\footnotesize a}}$ $U$ $P_{\mbox{\footnotesize gem.}}$ $P_{\mbox{\footnotesize rechn.}}$
[km/h] [] [V] [W] [W]
17 20,9 9,9 3,77 4,28
26-27 33,0 14,5 6,37 6,90
38 47,3 21,0 9,28 10,05

Exemplarisch ergibt sich für den 17-20'' SON das in Bild 2.5 wiedergegebene theoretische elektrische Verhalten bei einem MPPT. Der MPPT ist dabei (weltfremd) mit einem Wirkungsgrad von 1 über den gesamten Regelbereich angenommen.

Bild 2.5: Theoretische Möglichkeiten des 17-20'' SONs nach Wullkopf bei optimalem Lastwiderstand (Linien rechnerisch, Punkte gemessen)
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=8cm]{bilder/MPPT_SON_theo}
\end{figure}

Die Differenz zwischen $P_{\mbox{\footnotesize gem.}}$ und $P_{\mbox{\footnotesize rechn.}}$ kann, abgesehen von den Meßfehlern, durch das Fehlen von 4 Magneten beim 17-20''-SON erklärt werden.2.7

Rein theoretisch betrachtet kommt das Bild 2.6 zustande.

Bild 2.6: Theoretische Leistungswerte des 28''-SONs nach Wullkopf bei 10, 15, 20 und 30km/h (senkrechte Linien bei 12, 24 und 29,4 ) bei $I_{\infty}$=0,67 A
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=8cm]{Meszwerte/Dynamos/Schmidt/SON_MPPT}
\end{figure}

Mit den realen Meßwerten an einem SON (vgl. Seite [*]) verglichen siehe Tabelle 2.2:


Tabelle 2.2: Vergleich real/theoretisch ( $I_{\infty}=0,67$A, $L_{\mbox{\footnotesize i}}=0,05$H)
$R_{\mbox{\footnotesize a}}$ $v$ $n$ $P_{\mbox{\footnotesize el}}$ Abw.
[] [km/h] [1/min] real theor. [%]
132 206,9 1600 42,27 42,85 1,4
110 206,9 1600 37,35 38,94 4,3
88 206,9 1600 32,77 33,66 2,7
29,4 25,9 200 7,39 5,50 -25,6
24 25,9 200 5,32 5,47 2,8
12 25,9 200 3,61 4,16 15,2
12 10,3 80 1,80 1,89 0,2

Hier wird nochmal deutlich: Durch das Erhöhen des Lastwiderstandes bei gleicher Geschwindigkeit ist es möglich einem Klauenpolgenerator deutlich mehr Leistung entnehmen, u.U. steigt dabei der Wirkungsgrad an (vgl. Tabelle 2.29).

Die Praxis kann aber von der schönen Theorie abweichen. Warum? Jeder Dynamo ist ein Einzelstück. Von Fertigungstoleranzen beim Luftspalt oder Blechbiegearbeiten mal abgesehen streut die Qualität der Magnete teilweise erheblich. Sowohl bei der Massenfertigung wie bei Kleinserien gibt es starke und schwache Exemplare. Weitere Gründe hat Ralf genannt (s. S. [*]) .

Olaf Schultz, Hamburg-Harburg
2010-10-02