Zitat geschrieben von sandia
Was ich bisher dazu gefunden habe ist dass Kleinwindanlagen grundsätzlich als Stall geregelte Anlagen mit konstanter Drehzahl fahren. Zur Verwendung kommen Asynchrongeneratoren. Die Leistungabgabe sollte wie folgt funktionieren:
Bei ausreichender Windgeschwindigkeit zur Rotorandrehung kommt es zu einem Hochlauf. In wenigen Sekunden wird dann die Nenndrehzahl erreicht und der Generator schaltet sich zu. Die Drehzahl des Rotors wird durch den Widerstand des Generators vorgegeben. Der Generator wiederum erhält die Drehzahl vom Netz (50Hz). Erhöht sich jetzt bei Erhöhung der Windgeschwindigkeit die Leistung des Rotors muss der Widerstand durch den Generator z.B. in Form erhöhter Leistungsabgabe ebenso erhöht werden.
Das Problem besteht ja darin, dass bei Erhöhung des Rotordrehmoments
die Drehzahl konstant bleiben soll, d.h. man muss auf der Gegenseite die Last erhöhen.
Meiner Meinung nach werden hier mehrere Dinge vermischt. Stall-geregelt bezieht sich auf die Aerodynamik. Praktisch bedeutet das, dass es ab einer bestimmten Flügelgeschwindigkeit zum Strömungsabriss kommt und der Rotor nicht weiter beschleunigt. Deswegen gelten VAWTs in der Regel als sturmsicher. Man möge mich korrigieren, wenn ich hier falsch liege.
Große Anlagen drehen tatsächlich mit 50 Hertz, also grob eine Umdrehung pro Sekunde. Erhöht sich die Windgeschwindigkeit, so dass der Rotor sich schneller drehen würde, führt das dazu, dass die erzeugte Wechselspannung nicht mehr synchron zur Netzspannung liegt und so nicht nutzbare Blindleistung entsteht. Um dies zu verhindern muss der Rotor abgebremst, also mechanische Energie entzogen werden. Zum einen könnte man das rein mechanisch z.B. über eine Scheibenbremse machen, wobei die überschüssige Leistung komplett in Wärme, also eine weißglühende Bremsscheibe, umgesetzt würde. Die günstigere Möglichkeit ist es, das elektrisch zu machen, indem man dem Generator eine höhere Leistung entnimmt und dadurch den Rotor belastet, denn die so entnommene Leistung kann nutzbringend ins Netz eingespeist werden.
Kleinwindanlagen drehen aber aufgrund ihres geringen Rotorradius viel schneller. Deswegen wird wohl in erster Linie die erzeugte Spannung zunächst gleichgerichtet und dann über einen netzsynchronen Wechselrichter eingespeist.
Zitat geschrieben von sandia
Hier meine Frage: Wie kann man die Leistungsabgabe des Generators variieren. Im Inselbetrieb heißt es dazu, dass man Verbraucherkreise zuschaltet oder wenn das nicht ausreicht die zusätzliche Energie durch Zuschaltung von Widerständen quasi verbrennt.
Widerstände sind ja im Grunde elektrisch betrachtet nichts anderes als Verbraucher, die Strom und Spannung in Wärme umsetzen. Man kann also die Belastung des Generators verändern, indem man ihm bei gleicher Spannung einen höheren Strom entnimmt. Das geschieht in der Regel dadurch, dass man den Verbraucherwiderstand verringert, also wie du schon sagst, z.B. mehr Verbrauchern parallel schaltet.
Zitat geschrieben von sandia
Ist Inselbetrieb auch gleich Netz geführt?
Nein. Insel bedeutet "abgeschlossen von der Außenwelt", wie eine Insel halt.
Zitat geschrieben von sandia
Falls ich jetzt mit einer einzelnen Großanlage ins Netz einspeise, wie kann dort die Leistungsabgabe des Generators in Abstimmung mit dem Rotor geregelt werden!
Zum einen durch Belastung wie oben erwähnt oder auch durch die Flügelstellung (Pitch).
Zitat geschrieben von sandia
Jetzt habe ich hier auf der Website gefunden, dass die Kleinwindanlagen fasst alle Permanentmagneten als Generatoren verwenden. Der glaub ich ähnlich funktioniert wie ein Dynamo. Bei geringster Rotordrehung wird dann schon elektrische Leistung erzeugt oder wird der Generator auch erst aktiviert wenn der Rotor eine gewisse Drehzahl erreicht. So eine Zuschaltung bei Kleinwindanlagen kann ich mir eigentlich aufgrund des ganzen Zusatzaufwandes kaum vorstellen.
Das ist gar kein so großer Aufwand, wie du dir vorstellst. Der Generator wird einfach bis zum Erreichen der gewünschten Spannung nicht belastet, also die Verbraucher über einen "Schalter" getrennt, so dass der Generator im Leerlauf betrieben wird. Erst wenn die Spannung erreicht ist, wird langsam der Stromfluss und somit die umgesetzte Leistung erhöht. Läd man Beispielsweise einen Akku, geschieht das ganz automatisch ohne zusätzliche Elektronik dadurch, dass die Ladespannung des Akkus der Generatorspannung entgegen wirkt. Erst wenn die Generatorspannung größer ist, als die des Akkus kann ein Strom fließen.
Ich hoffe, ich habe das alles richtig ausßeinandersortiert und wäre dankbar, wenn da einer der alten Hasen nochmal seinen Senf dazu gibt.