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Description
Flashcards by Lukas Berger, updated more than 1 year ago
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Created by Lukas Berger
almost 7 years ago
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| Question | Answer |
| Rotor Anforderungen: | › Möglichst hohen Anteil der die Rotorkreisfläche durchströmenden Windenergie in mechanische Arbeit umsetzen › Fluktuierendes Windangebot in möglichst gleichförmiges Drehmoment umsetzen àMinimierung dynamische Belastungen für andere Anlagenteil |
| Aerodynamische Eigenschaften des Rotors | › Rotoreigenschaften haben Auswirkungen auf gesamte WEA › Grundlage für Auslegung von Rotoren: Aerodynamische Rotortheorie |
| Warum 3 Blätter? | » Leistung: Optimales Verhältnis von Leistungsbeiwert und Schnelllaufzahl und damit vom Energieertrag bei 3 Blättern » Lasten und Dynamik: 3 Blätter ermöglichen gleichmäßigere Belastung à 3-Blattrotoren laufen dynamisch und optisch runder » Gewicht: 1-Blattrotor benötigt Gegengewicht, 2-Blattrotor zeigt geringste Gewichtbelastung (aber ungünstige Dynamik) » Kosten: Die Rotorkosten betragen 20-25% der Gesamtsystemkosten einer modernen WEA (jedes zusätzliche Blatt kostet!) » Schallemissionen: Rotoren mit hoher Schnelllaufzahl verursachen mehr Geräusch |
| Drehzahlen von Rotoren | Je größer die Anlage, desto langsamer die Rotordrehzahl: » Sehr kleine WEAS: › 1000 U/min für 1kW-Klasse › bis 500 U/min für 6kW-Klasse › Bis 350 U/min für 10kW-Klasse » Größere WEAS: › 12-32 U/min bis 1MW-Klasse › 10-20 U/min bis 2MW-Klasse › 5-18 U/min ab 3MW-Klasse |
| Rotor: Bauweisen und Herstellungsverfahren » Sandwichbauweise: | Dünne Außenhaut aus Verbundmaterial, innere Struktur aus leichtem druckfesten Stützmaterial |
| 2 Getriebe Arten: | Stirnradgetriebe Planetengetriebe |
| Getriebe (III): Kombinierte Getriebe ein Beispiel |
» Bosch-Rexroth GPV Serie
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| Bremse | » Mechanische Bremse › auf der schnellen Welle montiert; › zur Fixierung der Rotorblätter; › zur NotAbschaltungen; › zum manuellen Stopp bei Wartung und Reparatur |
| Drehstromgenerator |
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| Unterscheidung nach Generator + Netzanbindung |
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| Asynchrongenerator mit direkter Netzkopplung | » Aufgrund der starrer Netzanbindung, fester Drehzahl und starrer Nabe (= fest montiertes Blatt) hohe mechan. Beanspruchung und niedriger Leistunsbeiwert » Erfüllen nicht mehr die akt. Anforderungen an die Netzverträglichkeit |
| Asynchrongenerator variabler Schlupf | » Leichte Variation der Drehzahl über einen gewissen Zeitraum möglich (Läuferwiderstände) » Größere Lastsprünge und die damit verbundene Netzbelastung können abgemindert werden |
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Synchrongenerator mit direkter Netzkopplung
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» Kein Blindleistungsproblem (wird über Erregerstrom geregelt) » Absolut konstante Drehzahl, Lastsprünge können nicht über Schlupf abgefangen werden und werden ungedämpft ins Netz abgegeben » Starke Netzbelastung und starke mechanische Belastung ⇒ Kaum Anwendung ! |
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Synchrongenerator indirekte Netzkopplung
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» Netzkopplung erfolgt über Umrichter und Zwischenkreis (Gleichstromzwischenkreis und Frequenzumrichter) » Drehzahl ist über einen großen Bereich variabel und kann optimal an die Windgeschwindigkeit angepasst werden |
| Doppelt gespeister Asynchrongenerator mit indirekter Netzanbindung | » Drehzahlvariabel, kann übersynchron und untersynchron (im Vergleich zum Netz) betrieben werden ⇒ Nur ein Teil des Stroms bzw. der Leistung muss mit dem Umrichter an die gewünschte Frequenz und Leistung angepasst werden ⇒ Blindleistungsbedarf darüber regelbar |
| Take-Home-Message (I) | » Moderne WEAs besitzen i.d.R Dreiblattrotoren und können ein getriebeloses oder ein Antriebskonzept mit Getriebe aufweisen » Moderne Rotorblätter werden i.d.R aus GFK-Verbundstoffen in Sandwichbauweise gefertigt » Moderne Getriebe in Windkraftanlagen sind häufig komb. StirnradPlanetengetriebe » Ind. gekoppelte Synchrongeneratoren & doppelt gespeiste Asynchrongeneratoren weisen eine größere Netzverträglichkeit auf und finden daher heute überwiegend Anwendung › Ind. gekoppelte Synchrongeneratoren werden können mit und ohne Getriebe verwendet werden › Anlagenkonzepte mit Direktantrieb können durch Permanentmagneten oder fremderregt werden › Permanentmagneten in Windkraftanlagen enthalten in der Regel die seltene Erde Neodym (Fe-B-Nd Verbindung |
| Größenvergleich von : Generator Rotor NH bei starkwind | groß klein niedrig |
| Größenvergleich von : Generator Rotor NH bei Schwachwind | klein groß hoch |
| Welche Generatoren haben am meisten Anwendung heutzutage? und Warum? | gekoppelte Synchrongeneratoren & doppelt gespeiste Asynchrongeneratoren weisen eine größere Netzverträglichkeit auf |
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