60 meter kabel mellan kraftverk och batterier

[balltip]

Ja, du ser rubriken.

Hur skulle du till lägsta kostnad lösa problemet med 60 meter mellan kraftverket och batteribanken?

Kabel är dyyyrt.

[Martin]

Ett sätt och förmodligen det billigaste, är att bygga ett litet batterihus precis brevid kraftverket och sätta batterier och invertern där. Sedan drar man 220V kabel dom 60 metrarna.

[Göran]

Av en ren tillfällighet har jag en kalkylator för just effektförluster i kablar från vindkraftverk till batterier. Än så länge bara på engelska (kanske norrlandsengelska?), men när jag lägger ut de nya kalkylatorerna finns naturligtvis alla även på svenska. Påpeka gärna om något är galet i ordföljd o.s.v. 24 volt siktar även på en internationell karriär och då är en engelsk version är ett måste.

När det gäller förluster i kabeln från vindkraftverket får man se på det hela med lite andra ögon och enligt vindkraftsgurun H.P. är effektförluster på 30% acceptabla, om jag inte mins helt fel (ska läsa på igen innan jag lägger ut kalkylatorerna).

Eftersom vindkraftverket sällan kommer att producera max kommer effektförlusterna normalt att vara relativt låga. När vindkraftverket producerar hög effekt vid kraftig vind kommer batterispänningen att stiga och man kan därför minst räkna med en batterispänning på 13 volt för 12-voltssystem och det dubbla vid 24 volt.

kalkylatorn --> http://24volt.eu/eng_kalkyl_wire.php

[Göran]

Glömde säga att jag inte hunnit provköra kalkylatorn, så jag kan inte garantera till 100% att den räknar rätt.
Jag säger som tompa - Det här kräver starkt kaffe...
Jag måste tänka igenom allt minst en gång till och om någon hittar fel i kalkylatorn, påpeka gärna det i så fall.

[M8e]

Skulle man inte kunna jorda - på verket och batteribanken, och bara ha en kabel mellan +?
Hur bra leder egentligen jorden?

[Martin]

Göran, tror du inte man skulle kunna linda statorn med lite grövre tråd än vad turbinen normalt skulle klara av och sedan använda kabeln som serieresistans. På så sätt får man ju inga ytterliga förluster än vad man normalt skulle ha haft.

En annan fördel med serieresistans är ju man flyttar en del av värmeförlusterna ut från statorn och minskar på så sätt risken för "börn aut"

[balltip]

Intressanta svar!

Att omvandla strömmen och ta in den i huset som 230V känns lite osäkert för mig. Jag vill jobba med 12 eller 24 volt (eller kanske 48).

Att det är "acceptabelt" med upp till 30% kabelförlust låter mycker i mina öron men då sätter jag ju samtidigt foten i munnen eftersom jag tycker att grov kabel är dyr... Det kanske är så att man får svälja effektförlusten helt enkelt, särskilt om verket inte kan placeras riktigt nära förbrukningsstället?

(Nu är det vindkraft jag pratar om men det kändes mer som att det var riktigt gjort att placera frågan under "El".)


Ett tankeexperiment:

1) En bra plats men effektförlust på 30% i kabeln pga. dess längd.
Fördelen med alternativ 1 är att då står verket mitt i vindhålet och kommer garanterat bli åtkomligt för ren vind. Dessutom "göms" verket snyggt och prydligt. Åkermarken sydväst verket är obruten i 1½ km och relativt platt.

2) Alternativ placering av kraftverket ger sämre förutsättningar (i mitt fall turbulent vind) men kabeln kan kortas till enbart 25% eller 15 meter, kanske även möjliggörande att det är ekonomiskt försvarbart att skaffa en riktigt grov kabel och få bort än mer av effektförlusten.
Fördelen med alternativ 2 är förutom kortare kabellängd även att de gånger det blåser annan vind än väst-sydväst så står verket något bättre till än i alternativ 1. Inte mycket bättre, men bättre, eftersom det står cirka 7 meter högre och vind från nordost kan komma åt verket, om än störd sådan.


Jag har skissat en bild som jag lägger med för att försöka förklara hur det ser ut.

Kartbilden visar åkermark och skogsklädd mark. Placeringarna ser du på numren. Sträckan mellan punkt 1 och 2 är ungefär 55 meter.

Sidovyn visar hur det ser ut från sydost om du tittat åt nordväst. Som du ser ligger placering 2 högre i terrängen men det är störd vind. Inte för att det hindrar flaggan från att stå rätt ut och vimpeln att blåsa sönder men ändå (flaggstången är inte inritad på bilderna men den står strax NO om plats 2).

Den stora, blekgröna markeringen på båda bilderna visar på två stora askar som växer tillsammans och utgör ett dominerande inslag i växtligheten mellan huset och åkermarken. De mindre gröna ringarna markerar större solitärträd. I övrigt är det grönmarkerade området mellan 1 och 2 mest en fråga om några björkar, alar och buskage. Det är inte tät skog, men utgör ändå ett vindskydd för huset när det tar i. Höjdmässigt stämmer skissen någorlunda och det skiljer ungefär 7 meter mellan åker och husgrund på höjden.
Förhärskande vindriktning är från SV, alltså från vänster på sidovyn.

Vilken placering skulle du välja för ett vindkraftverk på 300W ?

[Göran]

M8e, jag tror inte att jord leder så bra och att en sådan lösning påverkar den totala resistansen ganska ordentligt i ett system där man försöker pricka rätt resistans med 1/10 ohm.

Precis, Martin! 30% är inte så hemskt som det låter. Det händer dessutom inte händer så ofta och att man vid dessa tillfällen flyttar ut värme ur generatorn till kabeln blir nästan ett plus.
Om man ska linda generatorn med grövre kabel och kalkylera med förluster i kabeln redan från början är det tankar som kräver starkt kaffe , men visst är det resistansen i hela systemet som räknas och hänsyn till resistansen i kabeln brukar det pratas om. Kabeln är en förlängning av generatorn, så visst måste man ta hänsyn till resistansen i den.

ballip, jag skulle välja plats 1. Turbulent vind ska man undvika och effektförlusten är ingen katastrof, snarare en enkel lösning mot problem med överhettning i generatorn. Om du bygger en generator för 300 watt kommer den att producera mer än så vissa gånger, men jag tror inte att man behöver bli hysterisk även om effektförlusten skulle nå 50% vissa gånger. Det här låter väldigt märkligt med tanke på vad som annars sägs om spänningsförluster i kablar, men vindkraftverk är märkliga saker, speciellt hembyggda sådana. Nu har jag inte böckerna framför mig, men svar på den här frågan borde gå att hitta på otherpower.com, om du inte kan vänta en vecka. Innan dess vågar jag inte säga säkert hur det ligger till. När jag gjorde kalkylatorn kunde jag det här, men mitt minne är kort och därför vågar jag inte vara 100% säker. Det är i alla fall inte så hysteriskt som man tror.

[PowerMizer]

Glömde säga att jag inte hunnit provköra kalkylatorn, så jag kan inte garantera till 100% att den räknar rätt.
Jag säger som tompa - Det här kräver starkt kaffe...
Jag måste tänka igenom allt minst en gång till och om någon hittar fel i kalkylatorn, påpeka gärna det i så fall.

Den räknar fel.

[Göran]

På vilket sätt?

[PowerMizer]

Nja, nu har jag tittat på koden på "http://24volt.eu/eng_kalkyl_wire.php" och ser att den räknar "wire length" X 2, d.v.s. den dubbla längden. Då ligger den rätt.

Kod: Markera allt

resistance = (resl * lengths * 2) / areas;

Det "normala" är ju att man räknar med den totala längden ledare.

Jag utgår från:

resistivitet.png (523 Bytes) Visad 4799 gånger

, och sen tar man U=I*R så har man spänningsfallet i ledaren. Tar man spänningsfallet/generatorspänningen så har man spänningsfallet (effektförlusten) i %

Resistiviteten är (om jag minns rätt) 0,0176 Ohmmeter för koppar, men det är inte fel att räkna med 0,018 heller.

Den räknar således inte alls fel, bara på ett oförutsett sätt. Sen tycker jag att den är lite bak-å-fram....

[Göran]

PowerMizer, som du pratar bör du nog ta en kopp starkt kaffe.

Själv är jag inne på tredje koppen nu och vad som blir fel i kalkylatorn är att den inte tar hänsyn till generatorns resistans.
Får man en effektförlust i kabeln, bör detta påverka effekten till batteriet (ström x batterispänning), men kalkylatorn anger samma ström oavsett kabelns resistans. Generatorn kommer att ge lägre ström till batteriet om klen kabel med hög resistans används, men kalkylatorn anger alltid samma ström och det är inte rätt.
Ett enkelt sätt att lösa den felaktigt beräknade strömmen till batteriet är att plocka bort den informationen.

Jag hinner inte fundera mer över detta just nu, för jag måste fixa till bilen innan jag ger mig iväg på långresa imorgon (mer än 1 mil). Däcken får inte plats i hjulhusen fram och ett stort hål i ljuddämparen måste tätas, så jag har svettiga problem framför mig.

[PowerMizer]

Det enda jag förtärt idag är mååånga baljor kaffe!!! Håller på att bygga en bastukamin i cortenplåt och det har gjort att jag inte hunnit varken fika eller äta...

När det gäller förlusten i kabeln behöver du inga andra parametrar annat än inspänning, ström, resistivitet, ledararea och ledarens längd.

. . . men kalkylatorn anger samma ström oavsett kabelns resistans.

Strömmen är alltid konstant i ledaren. Du blandar äpplen med päron. Ska du blanda in generatorns resistans och därmed spänningsvariationen beroende på strömuttaget så räcker det inte med någon enkel kalylator.

Åk kollektivtrafik! Du kommer säkert fram före.......våren 2017..

Nu ska jag åka och trycka in en flottig burgare i kex-nedkastet, köpa järn, hämta barn och sånt... CU!

[balltip]

Tackar för svaren!

Matematik och formler är inte min starka sida direkt, jag gör dock vad jag kan för att hänga med.

Efter lite huvudkliande kom jag fram till följande, mer generella fråga:
Skulle man kunna säga att kabelförluster är något man får räkna med och att man ska köpa så grov kabel man kan och istället optimera kraftverkets placering?

Det låter som en bra fråga, men följdfrågan blir krångligare:
Det måste finnas en brytpunkt. När blir det dålig byteshandel att göra enligt ovan?

[STB]

Tackar för svaren!

Matematik och formler är inte min starka sida direkt, jag gör dock vad jag kan för att hänga med.

Efter lite huvudkliande kom jag fram till följande, mer generella fråga:
Skulle man kunna säga att kabelförluster är något man får räkna med och att man ska köpa så grov kabel man kan och istället optimera kraftverkets placering?

Det låter som en bra fråga, men följdfrågan blir krångligare:
Det måste finnas en brytpunkt. När blir det dålig byteshandel att göra enligt ovan?

***

Skulle man inte kunna tänka sig att ha en transformator efter växelströmsgeneratorn vid
vindkraftverket.

Transformatorerna har ofta en verkningsgrad på över 99%. Med en sparkoppling kanske ändå högre.

Nu skickar du spänningen vidare till ett Nätagg från ex/ en dator. Vissa av dessa fordrar
en inspänningen mellan 115 Volt till 230 volt för att lämna de olika likspänningarna.

Detta innebär att spänningen kan variera mellan 115v till 230v och Nätagget levererar
det som behövs för att ladda upp ex/ ett batteri.

Har för mig att moderna TV-apparater också fungerar mellan 115v och 230v.

M.v.h

Stig B