Ansprechpartner


Dipl.-Ing. Cornelia Stübig
Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Hannover
Tel.: +49 511 762 2874
stuebig(at)ial.uni-hannover.de

Prof.Dr.-Ing. Axel Mertens
Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Hannover
Tel.: +49 511 762 2471
mertens(at)ial.uni-hannover.de

Prof.Dr.-Ing. Bernd Ponick
Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Hannover
Tel.: +49 511 762 2571
ponick(at)ial.uni-hannover.de


Leistungsflussoptimierung einer Windenergieanlage mit inhärenten Energiespeichern


Windfelder bieten einer Windenergieanlage (WEA) keine zeitlich konstante, sondern eine mit kurzzeitigen Schwankungen im Sekundenbereich durchsetzte Windleistung an. Bei den bisher realisierten Anlagen-Konzepten wird die Drehzahl nur langsam an die mittlere Windgeschwindigkeit angepasst, so dass sie diesen kurzzeitigen Schwankungen nicht folgt. Durch Pitch Control-Systeme werden die Belastungen und Drehmomente vergleichmäßigt. Dabei wird jedoch zwangsläufig nicht die maximal mögliche Leistungsausbeute erzielt, da bei Spitzen der Windgeschwindigkeit durch Rotorblattverstellung abgeregelt werden muss.

Die Leistungsausbeute lässt sich durch Nutzung dieser kurzzeitigen Spitzen maximieren. Um die Belastungen gering zu halten, sind die Drehzahlen des Generators hierbei stärker variabel als bei herkömmlichen Anlagen. So wirken die rotierenden Massen zusätzlich als Energiespeicher. ForWind untersucht, wie alle dem System Windenergieanlage inhärenten Energiespeicher eingesetzt werden können, um bei dieser Betriebsweise einen möglichst gleichmäßigen Leistungsfluss und eine gleichmäßige mechanische Belastungen zu ermöglichen. Dabei wird der gesamte mechanische und elektrische Antriebsstrang bis zum Netz betrachtet: die rotierenden Massen von Rotor, Maschine und Getriebeelementen, der Zwischenkreis des Umrichters sowie das Magnetfeld des Generators.

In einer gemeinsam Untersuchung der Fachgebiete Elektrische Maschinen und Antriebssysteme und Leistungselektronik und Antriebsregelung an der Leibniz Universität Hannover sollen die Potentiale der verschiedenen genannten Kurzzeit-Energiespeicher quantifiziert werden und die grundsätzliche Realisierbarkeit, der Aufwand sowie die Grenzen für deren Nutzung betrachtet werden. Die verschiedenen Konzepte von WEA (mit / ohne Getriebe) sollen vergleichend in die Betrachtungen einbezogen werden.