Afdrukken

In vrijwel elke auto zit tegenwoordig een wissel stroomdynamo. Het dynamo huis is gemaakt van licht metaal. Aan de binnenkant ervan zijn (meest al) drie wikkelingen aangebracht, waarin de stroom wordt opgewekt, stator wikkelingen geheten. In het huis draaien de elektromagneten (het magneetveld) rond.

Door middel van sleepringen en koolborstels wordt de veldstroom (= gelijkstroom) aan de elektromagneten toegevoerd. In de stator wikkelingen wordt dan een wisselspanning opgewekt die daarna door diodes wordt gelijkgericht. Van deze stroom wordt een deel gebruikt voor de veldstroom. De diodes laten de stroom echter pas door als de spanning een bepaalde hoogte heeft bereikt. Dat is een nadeel van de wisselstroomdynamo voor het gebruik in een windgenerator. Bij lage toerentallen komt hij niet uit zichzelf op spanning. De oorzaak daarvan is dat de veldstroom, afkomstig van de stator wikkelingen eerst door diodes gelijkgericht wordt. Voordat de diode een stroom doorlaat moet eerst de sperspanning (een soort drempel) van 0,7 volt overwonnen worden. Voor de zelf bekrachtiging betekend het dat in de stator wikkelingen eerst een spanning van tenminste 0,7 volt opgewekt moet worden voordat de diodes de stroom doorlaten naar de elektromagneten. In de meeste dynamo's zijn zelfs twee diodes in serie geschakeld zodat eerst de dubbele sperspanning overwonnen moet worden. Dit alles betekent dat een hoog aanvangstoerental nodig is voordat de dynamo op spanning komt. In een windenergie-installatie kan de wisselstroomdynamo dan ook alleen maar gebruikt worden door enige kunstgrepen toe te passen. In een auto bestaat die kunstgreep uit het omdraaien van het contact sleuteltje. wisselstroomDynEr wordt dan een verbinding gemaakt tussen de accu en de dynamo. Het laadlampje op het dashboard gaat branden. Het oplichten van het lampje betekent dat de accu stroom levert aan de dynamo in plaats van andersom. Dat is de veldstroom voor de elektromagneten. Als de motor loopt, gaat het lichtje uit. De dynamo is begonnen met stroom te leveren. Kortom in een auto wordt de dynamo met de hand uitwendig (door de accu) bekrachtigd en kan daardoor bij een laag toerental reeds stroom leveren. Bij een windgenerator zou het zeer onhandig zijn om steeds, als het toerental van de dynamo groot genoeg is om stroom te leveren, de dynamo met de hand uitwendig te bekrachtigen. Om een wisselstroomdynamo toch toe te kunnen passen hebben we een aantal schema's opgenomen (zie hoofdstuk 9, Installatie). Een ander nadeel van de wisselstroomdynamo is de manier waarop hij zijn vermogen opbouwt. In afbeelding 8.21 zien we hoe een wisselstroomdynamo zijn vermogen ontwikkelt. Bij 1000 omwentelingen per minuut begint de stroomlevering. Het vermogen neemt eerst snel toe en daarna heel langzaam. Het maximum vermogen wordt pas bereikt bij 5000 omwentelingen per minuut. Tussen de 1000 en 2000 omwentelingen per minuut is de vermogenstoename het grootst (van 0 tot 3 35 watt. Om het resterende vermogen (van 335 tot 490 watt) te ontwikkelen moet het toerental met meer dan 3000 toenemen. Een dergelijke langzame vermogensopbouw is niet ideaal voor een windgenerator. Daarvoor is juist een dynamo gewenst die een steile (snelle) vermogensopbouw heeft. Dit hangt samen met het energie aanbod van de wind. Het vermogen dat de rotor ontwikkelt neemt toe met de derde macht van de windsnelheid (afb 8.22. De vorm van de karakteristiek van de gelijkstroomdynamo komt meer overeen met die van de rotorkarakteristiek. Daardoor is de rotorkarakteristiek met behulp van een overbrenging beter in de buurt te brengen van de karakteristiek van de gelijkstroomdynamo. Natuurlijk gelden deze twee karakteristieken niet voor elke gelijkstroom of wisselstroomdynamo. Elke generator heeft zijn eigen karakteristiek. Voor het molenontwerp is het nodig dat die karakteristiek bekend is. Bij een wisselstroomdynamo is een terugstroombeveiliging, zoals bij de gelijkstroomdynamo, niet nodig. De diodes die voor de gelijkrichting zorgen, laten namelijk geen stroom door van de accu naar de dynamo. Wel is een spanningsregelaar nodig om de installatie en de accu te beveiligen tegen de hoge spanningen. Een aparte stroomregelaar is niet nodig.

Het toepassen van een wisselstroomdynamo kent dus de volgende voor en nadelen:

Voordelen:
  1. weinig onderhoud
  2. lichte en compacte constructie
  3. goedkoop en makkelijk verkrijgbaar
  4. grotere vermogens vergeleken met gelijkstroomdynamo's van dezelfde afmetingen
Nadelen:
  1. niet zelf bekrachtigend, daarom alleen met veldschakeling toepasbaar voor windmolen
  2. ongunstige vermogensopbouw

Bovenstaande tekst is overgenomen uit het windwerkboek van Chris Westra en Herman Tossijn
uitgegeven bij de Ecologische Uitgeverij ISBN 90 6224 0259

Joomla SEF URLs by Artio