Was macht The Wind Catcher so besonders?

:: A KiteX explainer ::

You've probably seen a wind turbine before, but a portable one?

Maybe you have - they are getting increasingly popular, however there are a few fundamentals you need to know in order to make an informed decision when choosing your power setup!

SIZE MATTERS!

Let's have a look at the swept area.

On a wind turbine, the swept area refers to the circle created by the blades as they rotate. It's essentially the area of wind that the turbine can capture and convert into energy.

Swept area is crucial for wind turbine output. The larger the swept area, the more wind the turbine can collect and potentially convert into electricity. Imagine a bucket catching rain; the wider the bucket - the more water caught.


Let's take a look at the animation below, we clearly see that The Wind Catcher, with a diameter (Ø) of 4m has a much larger swept area than our smaller competitors:

Die tatsächlich überstrichene Fläche wird durch die Länge der Rotorblätter und ihren Abstand vom Rotationszentrum bestimmt.

Area of a circle: π x r² = A

Wir berücksichtigen dabei nicht den inneren Kreis, sondern nur den Bereich, den die Klingen beim Kehren abdecken.

Überstrichene Fläche des Wind Catcher:

(π x R²)-(π x r²) = 9,42 m²

Überstrichene Wettkampffläche:

(π x R²)-(π x r²)= <3,14m²

Obwohl die Rotorblattteile des Wind Catcher gleich lang sind wie bei der Konkurrenz, ist die überstrichene Fläche doppelt so groß, weil wir die Radien versetzt haben!

Nennleistung vs. durchschnittliche Windgeschwindigkeit

Die Spitzenleistung des Wind Catcher liegt derzeit bei 200 W bei 5,5 m/s. Warum sollte er also kleinere Turbinen mit einer Leistung von 400 W oder sogar 600 W übertreffen?

The answer actually lies in the previous section. The average wind speed is key! On a moderately windy day, your hat might fly off, and your tiny turbine produces a decent amount of energy, but then towards twilight the weather gets a little calmer, and turns out to be rather pleasant to be outside. The little turbine barely moves, but The Wind Catcher keeps spinning. All night!

Wenn wir nun den Wind Catcher bei verschiedenen Windverhältnissen mit einem Konkurrenten vergleichen, bekommen wir eine gute Vorstellung davon, wie viel Wind wirklich nötig ist, um eine Windturbine anzutreiben:

Between 5.5m/s and 15m/s The Wind Catcher will produce a steady 200W, whereas our competitor won't begin producing anything worthwhile until we're at 10-15 m/s or more. 

Sure the competitor will generate more power beyond 15m/s winds, but would you really want to go camping in that weather?

I'd have second thoughts leaving the house, and I certainly wouldn't pitch a tent!

In 24 hours with a gentle to moderate breeze, The Wind Catcher will have produced approximately 4500Wh. That's almost enough to keep your drinks cold in a 47W cooler for another four days, so put up some lights, charge your phones or make some smoothies, all the while you keep topping up those batteries!

Es ist eigentlich viel nützlicher, die Energieproduktion in Wattstunden zu vergleichen und zu verstehen. Genau dafür haben wir eine Erklärung!

Das Pitch-System

Warum dreht sich der Wind Catcher dann nicht einfach schneller? Würde er dann nicht noch mehr produzieren?

Nun ja, aber es würde auch mehr Lärm machen.

Diese Einschränkung besteht nicht ohne Grund. Wenn wir die Rotorblätter und damit die überstrichene Fläche verlängern, erhöhen wir auch die Belastung für alles andere. Die Leitungen, den Turm, die Turbine und die Bodenanker. Dies könnte möglicherweise durch den Bau aus anderen Materialien behoben werden, aber das würde das Ganze schwerer und viel, viel teurer machen.

Um die Drehzahl des Wind Catcher konstant bei 135 U/min (Umdrehungen pro Minute) zu halten, ist er mit einem Pitch-System ausgestattet, das die Rotorblätter um die eigene Achse dreht.

Dies ist bei den meisten großen Windkraftanlagen ein übliches Merkmal, in dieser Größe und Preisklasse jedoch praktisch unbekannt.

Wir haben unzählige Stunden damit verbracht, das Pitching-System zu perfektionieren. Es ist unglaublich schnell und selbst wenn der Strom ausfällt, richten sich die Rotorblätter im Wind auf, wodurch die Turbine automatisch gebremst oder sogar gestoppt wird.

Die Bodenstation

Auf Bodenhöhe (daher der Name) ist der Wind Catcher mit einem kleinen, aber wichtigen Hardwareteil ausgestattet:

Bei der Ground Station handelt es sich um einen DC/DC-Wandler, ein cleveres Stück Hardware, das die schwankende Energie des Windes ausgleichen und eine Vielzahl von Geräten gleichmäßig mit Strom versorgen kann. Sie kann so eingestellt werden, dass sie jeden Batterietyp lädt, ob auf Blei- oder Lithiumbasis, und die Leistungsabgabe kann begrenzt und die Spannung programmgesteuert gesteuert werden.

Es geht sogar noch verrückter: Wir können Kraftwerke auch aufladen, indem wir sie „austricksen“, sodass sie denken, ein Solarpanel sei angeschlossen. Wir nennen das Solar-Emulationstechnologie.

Kraftwerke sind nicht mit der erforderlichen Software ausgestattet, um die schwankenden Ströme aufzunehmen, die eine Windturbine erzeugt. Daher ist die Bodenstation mit einer Reihe von Kondensatoren ausgestattet, die Ladung für bis zu eine Sekunde speichern und an das Kraftwerk abgeben können, als wäre sie ein Solarpanel.

Irgendwas mit MPPT und der Umwandlung überschüssiger Energie in Wärme, wodurch potenziell Elektrizität verloren geht.

Keine andere Windturbine verfügt über einen DC/DC-Wandler, der alle Systemtypen bedienen kann. Mit Wind Catcher können Sie Batterien sicher aufladen.

Was macht The Wind Catcher so ... großartig?

Lassen Sie uns ein wenig über die Entwicklung von The Wind Catcher, die Materialien und warum es so bahnbrechend ist, sprechen:

Zunächst einmal mag der Name KiteX auf den ersten Blick fehl am Platz erscheinen, aber wir heißen nicht ohne Grund KiteX.

Die Gründer sind begeisterte Kitesurfer und verfügen außerdem über zwei Ingenieurabschlüsse. Sie wissen, wie man die Kraft des Windes nutzt und verfügen über umfassende Kenntnisse im Bereich Leichtbaumaterialien.

Der Wind Catcher wiegt gerade mal 12 kg. Er besteht aus Kohlenstofffaser- und Glasfaserstäben sowie einer Reihe 3D-gedruckter Kunststoffteile. Um sicherzustellen, dass alles als solide Struktur an seinem Platz bleibt, wird das Ganze mit sehr starken Leinen zusammengehalten. Leinen wie die, die Sie an Ihrem Fallschirm festhalten!

Heutzutage ist das geringe Gewicht wichtiger als die Möglichkeit, es einfach auf das Autodach zu schieben.

Einfach ausgedrückt: Weniger Material bedeutet eine günstigere Produktion und einen niedrigeren Preis.

Wenn wir die Spitzenenergieabgabe von 200 W mit dem Gewicht zusammenrechnen, kommen wir auf 16,6 W/kg. Vergleichen Sie das mit einer herkömmlichen Windturbine aus viel Stahl und einem Betonfundament, die etwa 2 W/kg erzeugt.

Natürlich produziert der Wind Catcher nicht so viel Energie wie eine 300 m hohe Offshore-Windturbine, aber das Schöne ist, dass er das auch nicht muss. Wenn Sie es bereuen, ihn neben Ihrem Lager aufgestellt zu haben, bauen Sie ihn einfach ab und stellen Sie ihn woanders auf! Es muss danach kein Beton ausgehoben werden!