Forum: Offtopic MPP bei Windkraftanlagen


von Johannes S. (johannes_s26)


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Hallo zusammen,
warum findet man die Technik des MPP-Trackens nur bei 
PV-Wechselrichtern? Wie sieht das bei Windkraftanlagen aus? Warum liest 
man in dem Zusammenhang nicht auch von dieser Technik? Gerade die 
kleinen Anlagen, die ins Netz einspeisen, müssen doch in der Frequenz 
anpassen, also zunächst gleichrichten. Warum findet an der Stelle kein 
MPPT statt? Geschieht das schon im Generator selbst?!
Ich danke Euch für Eure Antworten und hoffe, nicht allzu dumm gefragt zu 
haben :-)
Johannes

von Sabine W. (sabine_w)


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von Jürgen L. (jliegner)


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Das sich ein Windgenerator dreht, anders als eine Photovoltaikzelle, 
kann man da auch Asyncrongeneratoren verbauen. Dann bestimmt das Netz 
die Drehzahl und nicht der Wind. Je mehr der Wind bläst, desto größer 
wird der Schlupf und die eingespeiste Energie wird größer. Ist bei 
Wasserkraftanlagen auch häufig so anzutreffen. Mehr oder weniger ein 
einfacher Kurzschlussläufer. Wenn man sich mal die üblichen Windräder 
ansieht, wird man auch feststellen, dass die sich unabhängig vom Wind 
mit relativ konstanter Drehzahl drehen. Auf alle Fälle gibt es keinen 
linearen Zusammenhang Drehzahl/Wind.

Wichtig ist dabei nur daran zu denken, dass die "Bremse" fehlt wenn das 
Netz nicht da ist. Sowohl Windkraftanlagen als auch Wasserkraftanlagen 
würden sich dann durch zu hohe Drehzahlen selbst zerstören. Wenn kein 
Wind bläst oder das Wasser versiegt, betreibt das Netz den Generator als 
Motor. Das sollte man dann auch detektieren und den Generator vom Netz 
trennen. Außer man will seine Nachbarn zum Staunen bringen, weil sich 
das Windrad bei Windstille noch kräftig dreht.

Alles in allem sind die Asynchrongeneratoren noch nicht aus der Mode, 
vor allem weil hier keine Leistungselektronik nötig ist. Da reichen in 
der Regel ein paar Schütze zum Steuern.

von Magic S. (magic_smoke)


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> Außer man will seine Nachbarn zum Staunen bringen, weil sich
> das Windrad bei Windstille noch kräftig dreht.
Der staunt noch viel mehr, wenn ihm das Ding plötzlich
die Kühe vom Acker bläst. ;)

Moderne Windräder sind voll mit Leistungselektronik. Sie haben das 
Problem, daß der Wind meistens nicht konstant, sondern oft in Böen weht, 
ein einfacher Generator aber mit einer festen Drehzahl betrieben werden 
muß. Daher werden drehzahlvariable Generatoren verwendet (z.B. doppelt 
gespeiste Asychrongeneratoren), die schon lange ohne Getriebe auskommen 
und direkt auf der Nabe sitzen. Dadurch kann die Trägheit des Rotors 
auch als Puffer genutzt werden, wenn die erzeugte Kraft aus dem Wind 
kurzzeitig über der Nennleistung der Anlage liegt. Die überschüssige 
Kraft beschleunigt den Rotor und die Anlage baut die Drehzahl 
anschließend bei konstanter Leistung wieder ab wenn die Böe vorbei ist. 
Außerdem kann die Drehzahl des Rotors den Windverhältnissen angepasst 
werden.

Als Notbremse können alle großen Windräder durch Flügelverstellung 
abgeschaltet und der Rotor durch eine Bremse festgesetzt werden.

Hochdruck-Wasserkraftwerke besitzen idR. genau wie 
Dampf-Turbogeneratoren Schnellschlußventile, die die Turbine abschalten 
bevor sie bei plötzlichen Lastausfall überdreht wird. Kleinere 
Wasserkraftanlagen (z.B. Wasserräder) sind eigentlich eigensicher, weil 
die Fließgeschwindigkeit oder Antriebsleistung des Wassers nicht 
ausreicht, um diese Anlagen durch Überdrehzahl zu zerstören. Kleine 
Anlagen lassen sich auch problemlos mit einer Scheibenbremse auf der 
Generatorwelle festsetzen, was bei hunderte Megawatt starken Anlagen 
nicht so einfach möglich ist.

von Johannes O. (jojo_2)


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Johannes S. schrieb:
> Warum findet an der Stelle kein
> MPPT statt? Geschieht das schon im Generator selbst?!

Windkraftanlagen gibts in vielen verschiedenen Ausführungen. Da haben 
sich die Leute schon Gedanken gemacht.
Doppelt gespeiste Asynchronmaschinen sind da im Einsatz, 
Synchrongeneratoren auch.
Hier gibts ne Statistik:
http://www.vde.com/de/fg/ETG/Arbeitsgebiete/V1/PublishingImages/Windenergie/Generatortyp-l.jpg


Die Blätter können bei neueren Anlagen verstellt werden, damit die 
Anlage optimal arbeitet. Sofern ich mich richtig erinnere kann man bei 
wenig Wind mit wenig Umdrehungen fahren und lässt dann ab ner bestimmen 
Windstärke die Drehzahl konstant.
Ältere Anlagen arbeiten mit dem Strömungsabriss an den Rotorblättern, 
was dann effektiv die Drehzahl begrenzt bei zu starken Windstärken.

von Andreas D. (rackandboneman)


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@magic_smoke hattest Du etwa http://www.ruthe.de/index.php?pic=1634 
dabei im Kopf? :)

von Magic S. (magic_smoke)


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Ehrlich gesagt nein, das Bild kannte ich nicht.
Ich hab nur oft einen leicht gewaltverherrlichenden Humor.

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