Ein Sensor auf einem Mast braucht fünf Volt. Das ist der einfache Teil. Der schwierige Teil ist, diese fünf Volt ein Jahr lang zu halten, draußen auf dem Feld, durch einen Januar, in dem niemand hinausfahren und eine Batterie wechseln wird.
Fünf Volt, drei Wege.
Fast jedes vernetzte Gerät — ein Gateway, ein Wettersensor, eine Torsteuerung, eine Kamera, eine Bodensonde — betreibt seine Elektronik mit fünf Volt. An den Klemmen liegen nur selten fünf Volt an. Es wird mit etwas Höherem gespeist — neun bis zwölf Volt — und regelt intern herunter. Deshalb kann dieselbe Box aus einer kleinen Batterie, aus einem Netzteil oder aus einer Windkraftanlage versorgt werden, ohne je einen Unterschied zu bemerken.
Gleichwertig sind diese drei Wege allerdings nicht. Das Netz ist am einfachsten, bis man den Kabelgraben kalkuliert. Eine kleine Batterie ist am günstigsten, bis man die Wege dorthin zählt. Wind ist der einzige der drei, der weiterarbeitet, wenn das Gerät irgendwo steht, wohin man lieber nicht läuft.
Die Last ist winzig. Das Problem waren nie die Watt — es sind die Wege dorthin.
Der Neun-Volt-Weg, ehrlich betrachtet.
Der Neun-Volt-Block ist der schnellste Weg, ein Gerät ans Laufen zu bringen. Kein Graben, kein Netzteil, keine Genehmigung von irgendwem — anklemmen, und das Gerät lebt. So beginnt fast jede dieser Installationen ihr Leben auf der Werkbank, und bei erstaunlich vielen bleibt es auch dabei.
Was er Ihnen bringt, hängt ganz vom Tastverhältnis ab. Ein Einweg-Neun-Volt-Block fasst rund fünf Wattstunden. Ein Gerät, das wach bleibt und ein halbes Watt zieht, leert ihn in etwa zehn Stunden, was niemandem nützt. Ein Gerät, das aufwacht, einen Messwert nimmt, ihn sendet und wieder schlafen geht, liegt vielleicht im Mittel bei einem Milliwatt — und läuft mit demselben Block monatelang.
Ein Einwegblock ist also die richtige Antwort für die Inbetriebnahme, für eine kurze Messreihe, für einen Sensor, der den größten Teil seines Lebens verschläft. Für eine Kamera oder ein Gateway, das nie schläft, ist er die falsche. Genau das sagt Ihnen die Beschriftung auf dem Panel: Die Buchse ist für eine wiederaufladbare Batterie vorgesehen, denn bei einer echten Installation soll die Batterie nicht zum Mast getragen und getauscht werden. Sie soll nachgeladen werden.
Bleibt der nützliche Teil: Womit nachgeladen wird, ist eine eigene Entscheidung — und keine endgültige. Ein Gerät kann auf der Werkbank mit einem Block starten und am Ende an einem Akku hängen, den eine Windkraftanlage lädt, ohne dass sich am Gerät selbst irgendetwas ändert.
Der Standort entscheidet, nicht das Datenblatt.
Schauen Sie sich an, wo diese Installationen tatsächlich landen. Ein Mast am Ende eines Nebengebäudes, ein Tal dahinter, Bäume auf drei Seiten. Es ist keine Bergkuppe und wird nie eine sein, denn der Sensor muss dort leben, wo das lebt, was er misst.
Standorte wie dieser gelten als windschwach. Meistens sind sie es nicht. Sie haben langsamen Wind, und das ist ein anderes Problem mit einer anderen Antwort.
Bei langsamer Luft schlägt Fläche alles.
Die im Wind verfügbare Leistung steigt mit der dritten Potenz seiner Geschwindigkeit und nur proportional zur überstrichenen Rotorfläche. Das klingt nach schlechten Nachrichten für einen geschützten Standort, und das ist es auch — halbieren Sie die Windgeschwindigkeit, bleibt ein Achtel der Leistung. Es sagt Ihnen aber auch genau, an welchem Hebel Sie ziehen dürfen.
Die Windgeschwindigkeit am Standort können Sie nicht ändern. Die überstrichene Fläche schon. Verdoppeln Sie den Rotor, überstreichen Sie die vierfache Fläche — und holen die vierfache Leistung aus genau derselben Brise. Größere Flügel liefern außerdem mehr Anlaufmoment, sodass der Rotor schon in leichterer Luft anläuft, statt auf eine Bö zu warten, die zweimal pro Woche kommt.
Deshalb ist der Reflex, an einem windschwachen Standort etwas Kleines und Unauffälliges zu montieren, meist genau verkehrt. Ein kleiner Rotor auf einem windigen Grat ist in Ordnung. An einem geschützten Standort ist er der eine Ort, an dem sich die zusätzliche Flügelfläche jeden einzelnen Tag bezahlt macht.
Was wir zuerst prüfen würden.
Beginnen Sie mit dem Tageswert, nicht mit der Spitze. Ein Gerät, das im Mittel ein halbes Watt zieht, braucht etwa zwölf Wattstunden am Tag — eine verschwindend kleine Energiemenge, die selbst an einem unauffälligen Standort ein bescheidener Rotor deckt. Legen Sie die Batterie dann nach den windstillen Tagen aus und nicht nach den durchschnittlichen, denn die Batterie entscheidet, ob das Gerät nach einer ruhigen Woche noch online ist — nicht die Anlage.
Danach geht es um Masthöhe, freie Anströmung auf der Hauptwindseite und eine Leitungslänge, die kurz genug ist, dass der Spannungsabfall die Arbeit nicht zunichtemacht. Nichts davon ist schwierig. Es muss nur entschieden werden, bevor der Mast im Boden steht, statt im Winter darauf entdeckt zu werden.
Fünf Volt am Gerät.
Wind, Batterie oder Netz dahinter.
An einem langsamen Standort: mehr Flügelfläche — jedes Mal.
Die Fotografie auf dieser Seite zeigt eine echte Installation an einem geschützten Binnenstandort. Die Zahlen oben sind einfache Rechnungen, die zeigen, wie die Auslegung zustande kommt; die Werte für Ihren eigenen Standort hängen von Ihrem Wind und Ihrer Last ab.