Kapitel 6-7

Question 1

Wozu dient der Generator in der Wirkkette der Windenergieumwandlung?

Answer 1

Der Generator wandelt mechanische Arbeit in elektrische Energie um

Question 2

Mit welcher Frequenz wird das europäische Stromnetz betrieben?

Answer 2

Das Stromnetz wird mit einer Frequenz von 50 Hertz (Hz) betrieben

Question 3

In welches Spannungsnetz speisen Windkraftanlagen ein?

Answer 3

Mittelspannungsnetz 1-30 Kilovolt (kV)

Question 4

Nach welchen grundsätzlichen Generatorbauarten wird unterschieden?

Answer 4

Synchrongenerator

Asynchrongenerator

Question 5

Nennen Sie zwei Möglichkeiten dafür zu sorgen, dass die Windkraftanlage mit Netzfrequenz ins Netz einspeist!

Answer 5

Drehzahlfester Generator mit direkter Netzankopplung (Asynchronmotor)

Drehzahlvariabler Generator mit Frequenzumrichter (Synchronmotor)

Question 6

Beschreiben Sie kurz die Funktionsweise eines elektrischen Generators (Grundprinzip)!

Answer 6

Elektrische Induktion:

Bewegt sich der elektrische Leiter senkrecht zu einem Magnetfeld, dann setzt die Lorenzkraft die Ladung im elektrischen Leiter in Bewegung, was zu einer Potentialdifferenz führt

Question 7

Welche elektrische Möglichkeit kennen Sie die Spannungsfrequenz eines Generators bei gegebener Rotordrehzahl zu ändern (übersetzen)?

Answer 7

Änderung der Anzahl der Polpaare

Question 8

Nennen Sie einen Vor- und einen Nachteil für den Einsatz eines drehzahlfesten Synchrongenerators mit direkter Netzkopplung!

Answer 8

Vorteil:

Einfach und Kostengünstig

Nachteil:

Starre Drehzahl, somit nicht an die Windgeschwindigkeit einstellbar

Rotor wird nicht bei optimaler Drehzahl betrieben

Änderungen der Windgeschwindigkeiten sorgen für Schwingungen

Question 9

Nennen Sie drei Möglichkeiten während des Betriebs die Rotordrehzahl bei konstanter Generatordrehzahl zu ändern!

Answer 9

Schaltbares Getriebe

Doppelgenerator mit unterschiedlichen Polpaaranzahlen

Polumschaltbarer Generator der zwischen unterschiedlichen Polpaaranzahlen hin und her schalten kann

Question 10

Nennen Sie einen Vor- und Nachteil für direkt vom Rotor angetriebene drehzahlvariable Generatorsysteme!

Answer 10

Vorteile:

Kein Getriebe

Anpassung der Rotordrehzahl an die Windgeschwindigkeit

Geringe dynamische Belastungen des Antriebsstrangs

Nachteile:

Großer Ringgenerator sorgt für ein großes Maschinengehäuse

Hohes Gewicht des Generators und des Gehäuses

Hohe Kühlleistung für den Generator wird benötigt

Question 11

Nennen Sie drei Komponenten der elektrischen Ausstattung einer Windkraftanlage!

Answer 11

• Generator
• Frequenzumrichter
• Transformator
• Regelsystem
• Steuerspannungsanlage

Question 12

Welchen beiden grundsätzlichen Möglichkeiten zur Leistungsregelung einer Windkraftanlage kennen Sie?

Answer 12

Blattwinkelverstellung

Regelung des Generatormoments

Question 13

Nennen Sie zwei Führungsgrößen bei der Regelung einer Windkraftanlage!

Answer 13

Rotordrehzahl

Abgabeleistung

Question 14

Wann ist eine Leistungsregelung erforderlich?

Answer 14

Schutz vor Überlast

Wenn die Leistungsaufnahme des Verbrauchers dies erfordert. Abschaltung der Windparks durch Netzbetreiber bei Sättigung des Netztes.

Question 15

Welche Aufgaben hat das Betriebsführungssystem einer Windkraftanlage?

Answer 15

Empfängt externe Daten

Verarbeitung der Daten zu Sollwerten

Überwachung der Betriebszustände

Question 16

Welche Aufgaben hat das Regelungssystem einer Windkraftanlage?

Answer 16

Steuert:

• die Blattwinkelverstellung
• die Gierwinkelverstellung
• das Generatormoment

Question 17

Welche Aufgaben hat das Sicherheitssystem einer Windkraftanlage?

Answer 17

Abschaltung der Anlage bei Störungen

Zugriff auf die Rotorbremse