Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

 
grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 03.09.2015 - 11:31 Uhr  ·  #21
Hallo Erdorf,

danke für deine Akku Recherche. Ich werde das heute mal durchgucken.

Das mit der Rotationsenergie des drehenden Rotors lasse ich jetzt mal weg, weil der Rotor nicht "überdreht" werden kann und durch die Hohen Verluste von Luftdurchdringung der Flügel, wohl keine wesentliche Energieaufnahme erzielen könnte.

Den Ansatz mit den Batterien werde ich jedoch weiterverfolgen.
Ich meine zu wissen, dass man heute schon Akkuspeicher in der Größenordnung von 10KWh für den Hausgebrauch kaufen kann. Natürlich passen diese Akkus nicht zu meinem Projekt, da die PV Batterien ja dauerhaft Energie speichern sollen, aber über die Nickel Cadmium Batterien könnte es vielleicht klappen.
Der Aufwand ist ja nicht so groß und so teuer kann das nicht sein.
Wenn die WEA dann aber bei jedem Abschalten noch 10KWh aus der Batterie "nacheinspeisen" würde und jede KWh mit ca. 8 Cent vergütet würde, könnte sich das auf 20 Jahre gesehen vllt sogar lohnen. Ich meine die Anlagen drehen sich ja nicht ununterbrochen (24h am Tag)
Wenn Die Anlage jeden Tag 2mal ausschaltet sind das schon ca. 140KWh in der Woche die nachgespeist würden. Entspricht ganz grob etwa 11 € in der Woche.

Wow, Leute !! Danke für eure Unterstützung!!

Vielleicht geht das sogar!!

Beste Grüße
Erdorf
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 03.09.2015 - 12:17 Uhr  ·  #22
Hallo

Zitat
Den Ansatz mit den Batterien werde ich jedoch weiterverfolgen.
Ich meine zu wissen, dass man heute schon Akkuspeicher in der Größenordnung von 10KWh für den Hausgebrauch kaufen kann


Ja klar, aber die können keine 3 MW aufnehmen :D.
Das macht 'rawumms', hihi.

Chemische Akkus sind in der Leistungsaufnahme deutlich träger als ein Schwungradspeicher.

Außerdem leiden diese Akkus stärker, werden verbraucht ...

Schaum mal hier:
http://www.rosseta.de/srsy.htm

Wie XXLRay schon andeutet wird wohl eine Kombination sinnvoll sein:
Im Bereich von Sekunden -> Schwungradspeicher
Im Bereich von Minuten -> Chemische Akkus

Oder vielleicht das hier?
https://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

Zitat
Wenn die WEA dann aber bei jedem Abschalten noch 10KWh aus der Batterie "nacheinspeisen" würde ...

Bitte genauer ausarbeiten, das wird so nichts!

Netzanalyse mit existieren Daten von z.B. einem Jahr erforderlich.
Also z.B. die vorhandenen Netzkapazitäten des letzten Jahres in Tages oder Stunden Auflösung und
Mehrere Tage auch im Minuten/Sekunden Raster.

Das selbe dann mit Winddaten für die abgeschätzte Leistung des Windrades.
Damit kann man dann abschätzen wie oft man das Windrad hätte abschalten müssen
und wie viel eine wie auch immer geartete zusätzliche Technik bringt.
Außerdem sollte man wissen wie viel Zeit man sinnvoll überbrücken muss:
Reichen 10 Sekunden? Oder muss man Minuten und mehr überbrücken damit sich das lohnt?
Ab welcher Zeit fängt es sich an zu lohnen und
ab wann nicht mehr, weil z.B. längere Netz Engpässe selten sind ...

Also: Statistik, Statistik, Statistik

Grüße
Ralf B
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 03.09.2015 - 14:35 Uhr  ·  #23
Hallo Erdorf

Ist ja schön, das Ihr fast auch zu dem Ergebnis drauf gekommen seid..... und wie ich schon gesagt habe ist die "Auslegung /Berechn ung " wohl eher der "Schwerpunkt" worauf es eigentlich ankommt in der Bachelorarbeit.... Statistik Statistik ... JO!!!

Mal ganz abgesehen davon halte ich diesen Ansatz einem Rotationsgenerator ein zusetzen für eine geniale Idee!. Auch in Bezug auf Kleinwindkraftanlagen, die sehr schnell hochdrehen bei einer plötzlichen Böe.
Schon öfters habe ich mich manchmal gefragt, warum man nach Möglichkeit alles so leicht wie möglich baut.....und sich auf der anderen Seite ärgert wieso ein Wechselrichter mit MPP Steuerung mit dem nachregeln zu langsam reagiert ?!? ( und somit "ungeeignet" sind ...).
Bei ein bissel mehr "träger Masse" ( nicht gerade an den Rotorflügel /enden ) könnten da eventuell "Abhilfe " schaffen ... ( sollte ich mal in eine ähnliche Situation kommen, würde ich auch über diese Möglichkeit der Lösung nachdenken....

Eigentlich hatte ich mir unter Rotationsspeicher wesentlich mehr Masse vorgestellt . So spontan 20 -50 Tonnen drehende Masse ....und natürlich nicht mit den hohen Drehzahlen.( ist das "Problem" mit dem Luftwiderstand auch nicht so relevant..!)
Aber es ist doch mal interessant, was die Dinger für Daten haben... danke für Deine Hinweise. :-)

Mal das Ganze ein wenig weiter gesponnen ....Für einen größeren Windpark. 200 Tonnen Magnetisch ,schwebend ( Magnetschwebebahn im Kreisform 20 m Durchmesser !) ..kann man wie die Schwebebahn antreiben ....
Keine Angst ! ...is nur eine Spinnerei ein Gedanke ;-)

Gruß Ralf
dig-it
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 03.09.2015 - 17:42 Uhr  ·  #24
Zitat

ch würde aber auch mal überschlagen, welche Schwungmasse und Drehfrequenz man benötigen würde für einen externen Rotationsspeicher von 3KWh.
Einfach nur mal um sich über die Größen Ordnung klar zu werden und weil dein Betreuer das vorgeschlagen hat.
Also ist ein "externen Rotationsspeicher" realistisch machbar?


Das Ganze gibt es auch in richtig kräftig (19 MW). http://www.nghpower.com/project_details.php?id=3

Damit ließe sich wahrscheinlich ziemlich gut puffern. Aber anschließend ist das natürlich auch eine Rentabilitätsfrage...

Dieter
FamZim
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 03.09.2015 - 21:26 Uhr  ·  #25
Hallo

Ich finde die Spinnerei von Ralf die einzige sinnvolle Speichermöglichkeit.
Was soll man den mit 3 Kwh in einer 6 000 000 W Anlage ????
Es gab übrigens schon Linienbusse die mit Schwungrad in einem Anhänger gefahren sind.
Die kämen mit 3 Kwh grade bis zur nächsten Ecke .
Bei Speichern geht es um Leistung für eine längere Zeit als ein paar Sekunden, eher um mal eine Stunde die Flaute zu überbrücken.

Gruß Aloys.
XXLRay
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 04.09.2015 - 06:22 Uhr  ·  #26
Erdorf
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 04.09.2015 - 09:33 Uhr  ·  #27
Hallo zusammen,

Der Beitrag von Grimmlin hat es jedenfalls schon einmal geschafft, hier Forum ein großes Interesse zu generieren.

Zu den Speichermöglichkeiten und davon gibt es ja einige,
gilt es zu bedenken dass diese hier nicht mehr als die Strom Vergütung ca. 9ct/kWh kosten dürfen.
Deswegen ist Zyklen Festigkeit meisten höher zu bewerten als Wirkungsgrad ...

Auch wenn diese Übersicht im Detail nicht immer korrekt ist,
sieht man schon welche Techniken da überhaupt in Frage kommen:
http://www.rosseta.de/srsy.htm

Zudem muss der Speicher enorme Leistungen (viel Energie in kurzer Zeit) aufnehmen können.
Aus meiner Sicht fallen dann nochmal alle chemischen Speicher raus, bzw. sind dann eher geeignet um z.B. 60 Minuten Pufferung zu realisieren.

Mein Fazit:
Schwungspeicher oder Ultra Cap Speicher für den Bereich Sekunden, Minuten geeignet.
Und wie viel dass dann bringt hängt vor allem von den Netzsituationen ab.

Der Bereich mehrere Minuten bis zu einer Stunde ist sicherlich auch interessant,
was man da wohl am besten nimmt?

Grüße
strawberry
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 04.09.2015 - 11:23 Uhr  ·  #28
Hallo an alle Freunde des Windes,

die in dieser neuen Studie Bedeutung und Notwendigkeit von Windgas für die Energiewende in Deutschland getätigte Aussage, Zitat "

Die heute vorhandenen Speicherkapazitäten im Erdgas-System reichen theoretisch aus, um den deutschen Strombedarf für mehr als drei Monate zu decken", erklärt Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner von der OTH Regensburg. "Keine andere Speichertechnologie in Deutschland hat dafür ausreichende Kapazitäten, dazu ist Windgas über Zeiträume von zwei Wochen hinaus günstiger als jeder andere Speicher."

... ist für mein Verständnis bemerkenswert. Ich frage mich warum die Sache nicht in Angriff genommen wird.

Hier gibt es auch eine Kurzfassung der Studie.

mfG
strawberry
Erdorf
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 04.09.2015 - 13:58 Uhr  ·  #29
Hallo Strawberry

Zitat
Ich frage mich warum die Sache nicht in Angriff genommen wird.


Das wird schon in Angriff genommen, es gibt erste laufenden Kraftwerke.
Tatsächlich ist der Ausbau an Wind und PV noch nicht soo hoch,
als dass es sich z.Z. lohnen würde im großen Stil solche Anlagen aufzubauen.
Wenn wir 100% 'grüne' Energie verwenden wollen müssen diverse Speicher her, auch Langzeit/Jahres Speicher .

"... dazu ist Windgas über Zeiträume von zwei Wochen hinaus günstiger als jeder andere Speicher ..."
Hier geht es um Wochen, Monats und vielleicht Jahreszeit Schwankungen.
z.Z. wird nahezu alles über konventionelle Kraftwerke abgefangen.
Diese mutieren, wenn Wind und Sonne genügend liefern zu Schattenkraftwerken was Kosten generiert aber keine Einnahmen.

Grüße
...
 
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 05.09.2015 - 22:50 Uhr  ·  #30
Moin , unser Übertragungsnetzbetreiber Tennet hat veröffentlicht:jjedes Jahr wird Windstrom in Höhe von 100000 Mwh nicht eingespeist.(Nwz)
Daher brauchen wir nicht nur den Suedlink, sondern alle neuen Trassen(für Milliarden)
Sicher gut erklärt in Berlin von vielen Lobbyisten.
Wer sollte da Interesse an Speichern haben, wenn unser Staat die Lizenz zu Milliardengeschäften ohne Konkurrenz einräumt?

Gleichzeitig wird auch von Rot Grün Kleinwindkraft nicht ermöglicht in Niedersachsen,aber wen wundert's.
Guten Abend,

von Cerxo
grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 09.09.2015 - 10:13 Uhr  ·  #31
Hallo Leute,

danke für die vielen Beiträge und die tollen Ideen bzw. Einwendungen.

Ich arbeite gerade eine Leistungskurve (Erzeugung) für eine Enercon 101 aus. In dieses Profil legen wir dann eine garantierte Stromabnahmemenge. (also z.B. ein Kabel dass eine Leistung von 2.3MW aufnehmen kann.)
Die Spitzenzeiten/ Spitzenlasten von 3 MW sollen dann von dem Speicher aufgenommen werden und "nachgespeist" werden. Immerhin weiß ich so langsam wie meine Abschlussarbeit aussehen soll.

Beste Grüße

Grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 09.09.2015 - 10:53 Uhr  ·  #32
Hallo Grimmlin,

berichte bitte weiter.

Auch sind natürlich deine Methoden und Ergebnisse der Abschlussarbeit für uns von Interesse.
Also wenn möglich, bitte zumindest auch über Teile davon hier veröffentlichen.

Danke, viel Erfolg weiterhin und viele Grüße
grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 24.09.2015 - 12:29 Uhr  ·  #33
Hallo,

hier bin ich nun wieder. Sorry das ich so selten reinschaue. Aber ich hab euch nicht vergessen!

Also ich habe nun eine Excel Datei erstellt die aus den gemessenen Winddaten aus dem Jahr 2012 eine Leistung bzw. eine Energie in 15 min Schritten errechnet.
Da ich in Excel nicht wirklich gut bin, habe ich dafür recht lange gebraucht um die ganzen Befehle (wenn, Verweis, Matrix....) kennenzulernen.

So nochmal ein update zu Situation (vereinfacht):

Das vorhandene Netz kann eine Leistung von 2,3 MW aufnehmen.
Die geplante Anlage (Enercon 101) bringt bei Nennlast 3 MW. ==> Leistungsdifferenz = 0,7 MW
Diese Leistung soll nun irgendwie, wenn möglich gespeichert oder umgewandelt werden. Ein teurer Netzausbau soll wenn möglich verhindert werden. (Ich frage mich gerade ob der Netzausbau nicht das billigste wäre :-) )
Ich schau mal eben nach was da so rauskommt:

Also die Windenergieanlage erzeugt im Jahr 2012: 6.360.448,36 kWh
Das Kabel kann eine Energie von: 5.283.114,40 kWh aufnehmen.

Das entspricht einer Abweichung von ca. 20%.

Das bedeutet, dass wenn kein neues Kabel verlegt würde, dann müsste die Anlage etwa 20 % ihrer Nennleistung gedrosselt oder abgeschalten werden. Da blutet einem ja echt das Herz, oder? Ist es eventuell möglich das verlegte Kabel in kurzen abständen zu überlasten, ohne das eine Sicherung auslöst?

So ich bin mal auf Antworten gespannt, ob jemand eine Idee hätte.

Beste Grüße

Grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 24.09.2015 - 14:02 Uhr  ·  #34
Hallo,

Du solltest jetzt mal mit dem 15 Minuten Raster die Häufigkeiten für das Jahr 2012 ermitteln wo:
+ Das Netz ausreicht
+ Das Netz 15 Minuten hintereinander überlastet werden würde
+ Das Netz 30 Minuten hintereinander überlastet werden würde
+ Das Netz 45 Minuten hintereinander überlastet werden würde
+ Das Netz 60 Minuten hintereinander überlastet werden würde
+ Das Netz 120 Minuten hintereinander überlastet werden würde
+ Das Netz 240 Minuten hintereinander überlastet werden würde
...

Dann zu den Häufigkeiten noch die Gesamt Energien daran schreiben,
die verloren gehen, wenn man die Anlage in dieser Zeit abriegeln muss.

Dann kannst du dir ein Bild machen, wie viel Energie z.B. ein 15 Minuten Speicher zusätzlich einspeisen könnte.
Dann kannst du dir ein Bild machen, wie viel Energie z.B. ein 30 Minuten Speicher zusätzlich einspeisen könnte.
Der 30 Minuten Speicher kann dann die Energie der 15 Minuten und 30 Minuten Überlast speichern.
...

Das ist zwar alles noch nicht recht genau, weil ehrlicherweise muss man auch berücksichtigen dass man auch Zeit braucht
die Energie einzuspeisen und dass geht nur in den Lücken, wo das Windrad dann nennenswert unter 2.3 MW leistet,
aber das wäre schon mal ein Ansatz um einen Überblick zu bekommen.

Eigentlich brauchst du auch noch real gemessene Leistungsdaten einer Windanlage im Sekunden Raster, z.B. einen Tag
um zu sehen wie flott sich die Leistung des Windrades ändert und um abschätzen zu können ob Speicher im Sekunden Bereich,
z.B. 30 Sekunden Sinn machen können. Das ist nicht ganz uninteressant,
weil kleine Speicher deutlich günstiger zu bekommen sind.

Grüße
grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 24.09.2015 - 15:47 Uhr  ·  #35
Danke...

ich melde mich wieder. Aber nächste Woche erst.

Beste Grüße und danke für deine Hilfe
Erdorf
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 24.09.2015 - 17:05 Uhr  ·  #36
Hallo,

Zitat
Ist es eventuell möglich das verlegte Kabel in kurzen Abständen zu überlasten, ohne das eine Sicherung auslöst?


z.Z. nimmst du an, dass das Netz immer 2.3 MW aufnehmen kann.
Das bedeutet dass es keine andere Einspeisung gibt.

Wenn das Netz einen hohen Verbrauch hat,
also gerade in diesem Segment viel Strom verbraucht wird, könnte man eventuell mehr einspeisen.

Vielleicht hilft dir das ja. Diese Variante jedenfalls käme ohne teure Speicher aus.

Grüße
XXLRay
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 25.09.2015 - 14:38 Uhr  ·  #37
grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 29.09.2015 - 12:44 Uhr  ·  #38
Hallo,

ich hatte nochmal ein Gespräch mit meinem Betreuer.

Also das Ergebnis, dass etwa 20% der Energie abgeschalten werden müssen, hat schon beeindruckt. Das ist ein erstes Zwischenergebnis.

Nun, haben wir uns das mal angesehen und festgestellt, dass ein so groß Speicher wohl nicht zu wirtschaftlich zu betreiben wäre. Zumindest zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht. Da die Energiespitzen zu gering sind und die Entladeinterwalle wohl zu groß. Es gibt nur selten Bereiche wo eine Zwischenspeicherung Sinn machen würden.
Von der Idee muss ich jetzt erst mal wegkommen.

Zukunftsweisender wäre wohl: Die Anlagen miteinander kommunizieren zu lassen. Also durch Steueralgorythmen die anlagen zu drosseln.
Eventuell auch durch regelbare Trafos die Spannung zu erhöhen um mehr Leistung übertragen zu können. Natürlich müsste die Leistung dann vor dem eigentlichen Netz wieder gesenkt werden.

Naja, so weit zur Speicherung.

Beste Grüße

Grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 02.12.2015 - 13:41 Uhr  ·  #39
Hallo,

kleines Zwischenergebnis:

Die Verteilung meiner 3 MW Anlage.
Die meiste Zeit läuft die Anlage auf Vollast oder steht still. Das seht ihr am Anfang bzw. am Ende der Grafik. Anbei das Bild mit Excel erstellt.

Das vorhandene Netz reicht für 2887 Stunden aus. Für 1625 Stunden reicht das Netz nicht aus. Dafür wäre nun der Speicher interessant. Insgesamt wurden 4512 Stunden im Jahr aufgezeichnet.

Ich habe eine Leistungsverteilung gemacht. Die häufigsten Werte oberhalb der Netzauslastung wären jetzt auf Volllast. Aber ich kann keinen Speicher für diese Energiemenge Dimensionieren. Das wäre viel zu teuer. Mit meinem Werten erzeuge ich unter Nennlast bei etwa 1200 Stunden etwa 890 000 kWh.
Kann ich den Energiespeicher auf etwa 1 MWh auslegen?

Es gibt bei Gildemeister.de Redox Flow Batterien mit 400kWh. Wenn ich davon 2 nehme, dann liege ich bei etwa 800 000€ für 800kWh.

Kurze Einschätzung von euch... bin ich verrückt?
Netzausbau habe ich jetzt schon berechnet, der kommt auf 1 950 000 € für Kabelverlegung und Anschluss.


Beste Grüße

Grimmlin
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Re: Optimierung der Stromeinspeisung von Windparks

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Gepostet: 04.12.2015 - 16:39 Uhr  ·  #40
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