Team Energieerzeugung

Zur Stromversorgung aus erneuerbaren Energien soll eine Photovoltaik-Anlage mit 3 kW Peakleistung (an der Hochschule Landshut) aufgestellt werden. Ziel für die Konstruktion der Anlage ist eine zweiachsige Nachführung, um die bestmögliche Nutzung der Sonneneinstrahlung zu gewährleisten. Der Ertrag der PV-Anlage lässt sich so um 30-40 % vergrößern.

Bau einer Kleinwindkraftanlage mit 1kW Peakleistung. Die Anlage besteht aus einem 9m hohen Stahlmast mit integrierter Vertikallagerung. Die horizontalen Komponenten bestehen aus einem Flügel für die Windausrichtung, einem Außenläufergenerator verschraubt mit den Rotorblättern und einer Aufnahmevorrichtung für Flügel und Generator. Zuständig für die Berechnung der Leistungsausbeute und die durch den Wind wirkenden Kräften ist Herr Nitzl. Die Entwicklung und Konzeptionierung der Horizontallagerung und die Beschaffung des Mastes sind die Aufgaben von Herrn Kriechbaum.

Die Entwicklung und Konstruktion der Generatoraufnahme und des Windflügels obliegen Herrn Herbst.

Im Bereich Energiespeicherung und –nutzung wurden alle Komponenten ab dem Gleichrichter der Windkraftanlage, bzw. dem Stromausgang der Photovoltaikanlage berücksichtigt.

Dies umfasst den Laderegler, den Akkuspeicher mit geeigneter Spannung und Kapazität, eine dementsprechende Absicherung des Systems, sowie den Endverbraucher.

Zuerst wurde sich mit der Suche nach geeigneten Ladereglern auseinandergesetzt. Dabei wurde schnell klar, dass es sowohl technisch als auch ökonomisch nicht sinnvoll ist, den Gesamtstrom über einen Laderegler in den Akkuspeicher zu einzuspeisen. Die Gesamtleistung beider Anlagen beträgt in Spitzen nämlich bis zu 5 kW.

Deshalb wird die Anlage nun mit 2 Solarladereglern (a 2kW) und einem Windkraftladeregler (1kW) ausgestattet.

Der Batteriespeicher ist bereits an der Hochschule vorhanden. Es musste nur eine geeignete Systemspannung festgelegt werden, sowie die Kapazität.

Hierbei hat man sich in Absprache mit den anderen Teams auf eine Gleichspannung von 48 Volt geeinigt.

Somit werden 12 Zellen mit je 3,6 Volt Spannung in Reihe geschaltet. Dabei erreicht man eine Kapazität von 1870 Wh. Für die Windkraftanlage genügt folglich ein 48 Volt Akkupack.

Da die Photovoltaikanlage deutlich mehr Strom liefert (4kW Peak), sollte hierfür auch die Kapazität des Akkuspeichers dementsprechend höher sein. Darum werden drei weitere Akkupacks parallel verschalten. Dass erhöht die Kapazität bei gleichbleibender Spannung.

Die Nutzung des regenerativen Stroms ist noch nicht endgültig festgelegt.

Die Überlegungen reichen von einer Beleuchtung des Windrades über eine Gehwegbeleuchtung bis hin zu einer Ladestelle für E-Bikes oder E-Scooter.

Sollte der Standort der Maibaumwiese bestätigt werden ist auch eine Nutzung des Stroms für Festlichkeiten geplant. In diesem Fall wird Gleichspannung über einen Wechselrichter zu Wechselspannung umgewandelt und über eine Schukosteckdose kann der Strom genutzt werden.