Hallo!

Ich habe mich hier angemeldet, weil ich für ein Referat über Kleinwindkraft recherchiere und mir dieses Forum sehr kompetent erscheint.

Die Frage, die mich zur Zeit beschäftigt, dreht sich um die eingesetzten Generatoren; Ich bin der Meinung, dass in Großkraftwerken hauptsächlich Synchron- bzw. Asynchrondrehstromgeneratoren eingesetzt werden. Ist dies bei Mikroturbinen deswegen nicht der Fall, weil sie häufig Batterien laden sollen und das mit Gleichstromgeneratoren einfacher ist? Was ist aber z.B., wenn im Inselbetrieb sowohl Energie gespeichert, als auch im Hausnetz verwendet werden soll? Gibt es da generell Gründe für oder gegen Gleich- oder Wechselstromgeneration?

Eigentlich werden auch bei Kleinwindanlagen meist Drehstromgeneratoren eingesetzt. Wenn nicht, ist das eher ein Problem der Baugröße. Drei Phasen bringt man auf kleinem Raum einfach schlechter unter als eine.

Aber warum Gleichstrom? Wenn sich schon etwas (dreht), kann man doch auch gleich den Strom mitdrehen lassen und ggf. nur gleichrichten? Ich habe hier den Marktreport vom BWE zu Kleinwindanlagen, und viele der vorgestellten Anlagen haben als Spannung DC (oder DC-AC als Kraftübertragung - was soll das bedeuten?). Auch steht dort im Kapitel über Inselsysteme, dass für diese Anwendung generell Wechselrichter benötigt werden, falls entsprechende Verbraucher versorgt werden sollen.

DC ist höchstwahrscheinlich einfach schon gleichgerichtet.

Innerhalb der WKA? Weil sie mehrheitlich zur Batterieladung und nicht für Wechselstromanwendungen eingesetzt werden?

Hallo JOberst,

Inselsysteme müssen Akkus laden und benötigen Gleichstrom.
Windkraftanlagen mit 12V oder 24V Nennspannung sind darauf dann ausgelegt
und werden üblicherweise immer direkt mit Gleichrichter angeboten.
Bei ganz kleinen Systemen, z.B. für Boote, ist der Gleichrichter sogar direkt mit im Windrad verbaut.

Ein Windrad mit Gleichstrommotor ist mir nicht bekannt.
Hierfür wären Kohlen nötig (Verschleiß), ich kenne nur Wechselstrom Motoren,
die dann ggf. gleichgerichtet werden.

Ein Wechselrichter erzeugt dann in der 'Insel' später aus dem Akku Gleichstrom wieder,
üblicherweise 230 V Wechselspannung für die Endverbraucher.


Bei Netzeinspeiserichter bin ich mir nicht ganz sicher.
Windkraftanlagen mit 48 V oder mehr sind eher für Netzeinspeisung gedacht.
Es kann schon sein dass auch Netzeinspeiserichter einen Gleichrichter integriert haben.
Die Frequenz vom 'kleinen' Windrad passt jedenfalls quasi nie zur Netzfrequenz.
Hier wäre auch Gleichstrom von Vorteil, der dann passend zur Netzfrequenz wechselgerichtet wird.

Synchron oder Asynchron Generatoren synchronisieren sich auf die Netzfrequenz.
Will man mit Wind solche Generatoren, direkt ohne den Umweg über Gleichstrom verwenden,
so muss dass Windrad unabhängig von der Windstärke eine quasi in einer festgelegten Drehzahl arbeiten.
Das erfordert dann z.B. eine Verstellung der Flügel, Getriebe mit unterschiedlichen Übersetzungen
oder dynamisches zusammenschalten der Spulen ...
Für Kleinwindanlagen ist das alles zu aufwändig.

Gruß Frank

Hallo JOberst,
der Gleichstromgenerator ist ein Wechselstromgenerator mit eingebautem mechanischem Gleichrichter, dem Kommutator. Der Kommutator kann weniger Verluste als ein Gleichrichter aufweisen, muß aber nicht. Das hängt von den Betriebsbedingungen ab. Insbesondere bei geringen Spannungen (12V Inselsysteme), ist der Kommutator im Vorteil. Ansonsten schließe ich mich Frank an. Nachteil von Gleichstromgeneratoren ist die aufwändige Wicklung und der teuere Kommutator und das höhere Losbrechmoment.
Gruß, Heinz

Hallo Frank und Gleichstrom, und danke für die Erklärungen!

Im Grunde ist das für mich auch alles nachvollziehbar und verständlich. Nun habe ich unter meinen Quellen aber z.B. ein Buch, in dem es in Bezug auf (vertikale) WKA heißt "Die Generatoren liefern grundsätzlich Gleichstrom." Jürgen Eiselt: Dezentrale Energiewende - ist das schlicht ein Fehler?

Das ist entweder falsch, ungenau formuliert, veraltet oder für die untersuchten Generatoren genau richtig.