Warum drehen sich Windräder immer gleich schnell?
Warum drehen sich Windräder immer gleich schnell?
15 Antworten
Tun sie fast.
Die Nenndrehzahl des Generators liegt bei 1500min-1 , da die Getriebe meist eine Übersetzung von 1:100 haben, muss die Nenndrehzahl des Rotors bei etwa 12-16 Umdrehungen pro minute liegen, was durch den Pitchwinkel der Blätter beeinflusst wird.. Man sieht also kaum einen unterschied.
Bei Anlagen ohne Getriebe (Enercon) spielt die Drehzahl keine Rolle, die drehen auch langsam bei Schwachwind.
Ein Windkraftwerk wird erst bei einer gewissen Windenergie (Windgeschwindigkeit) angtrieben.
Aber die Achse ansich ist an dem Windrad befestigt. Je schneller der Wind blässt, desto mehr energie wird von den Flügeln aufgenommen und die Achse in Rotation versetzt.
Das würde aber bei größeren Geschwindigkeiten immer dazu führen, dass die Achse sich zu schnell drehen könnte. Das wird aber im Rotor und Stator zu Zerstörungen führen.
Deswegen werden die Achsen entsprechend gebremst, denn wenn sich die Achse dann frei drehen würde, die Blätter einen enormen Druck auf die Kabine ausüben könnten und die Kanzel im Extremfall sogar zerstören könnten.
Die Bremse bewirkt, dass sich die Räder immer gleich schnell drehen. Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten würde es sogar dazu führen, dass die Räder auf null gebremst würden.
Damit werden Schäden an der Technik verhindert.
Die Bremse wird nur in Notsituation, bei Windböen (als Betriebsbremse) und bei Stillsetzung verwendet, nicht aber im "normalen" Arbeitsbereich.
siehe dazu: http://www.artikel32.com/deutsch/1/das-windkraftwerk--bestandteile-eines-windkraftwerkes.php
Die Art der Bremse hängt von der Wahl der Rotorblattsteuerung ab. Bei Anlagen mit Stallregelung muss die Bremse in der Lage sein, die gesamte Bewegungsenergie des Rotors und des Generators im Notfall aufzunehmen. Sie muss deshalb sehr leistungsfähig sein. Teilweise wird sie auch als Betriebsbremse eingesetzt, um die Rotordrehzahl bei Windböen innerhalb der Toleranzen zu halten. Hierzu kommen meist große Scheibenbremsen zum Einsatz. Eine mechanische Bremsanlage fällt dann kleiner aus, oder kann sogar ganz entfallen. Alle Anlagen müssen mit zwei voneinander unabhängigen Bremssystemen ausgerüstet sein. Dazu zählen auch unabhängig voneinander verstellbare Rotorblätter.
Damit der Strom immer die gleiche Qualität hat, sind Windräder auf eine ganz bestimmte Drehzahl vorprogrammiert. Kommt mehr Wind, können die Flügel gedreht werden, wie beim Hubschrauber. So ändert sich deren Wirkung.
Steht der Hubschrauber am Boden, stellt er die Flügel gerade, bis die optimale Tourenzahl vom Motor erreicht ist.
Erst dann stellt er die Flügel oder Rotorblätter an. Er dreht die ein bisschen und schon hebt er ab.
Windräder können das auch. Bei wenig Wind verdreht man die Flügel, damit er schnell die richtige Tourenzahl bekommt. Erst dann kann die Stromproduktion gestartet werden. Kommt mehr Wind auf, wird einfach die Stromproduktion erhöht, das ergibt einen grösseren Widerstand, und das bremst die Flügel ab.
Kommt Sturm, verstellt man die Flügel, dass sie dem Wind keine Angriffsfläche mehr bieten, und so stehen bleiben. Immer mehr Strom produzieren, geht irgendwann nicht mehr. Wahrscheinlich würden sich die Flügel verbiegen, wegen der Kraft.
Manches sollte man mal richtigstellen: 1. Windenergieanlagen werden niemals durch Strom angetrieben. Also wirklich niemals. Absolute Windstille gibt es praktisch nicht. Der Wind lässt den Rotor immer ein kleines Bisschen rotieren (manchmal kaum sichtbar). Das ist auch nötig, damit sich keine Lagerschäden durch Stillstandsmarkierungen entwickeln. Strom wird höchstens geringfügig gebraucht, wenn in der Anlaufphase die Mühle um die vertikale Achse gedreht wird und Strom für die Elektronik gebraucht wird. 2. Bei manchen Wartungsarbeiten werden WEA für kurze Zeit festgesetzt, z.B. wenn ein Monteur in die Nabe klettern muss. Monteure drehen sich mit Sicherheit niemals mit. 3. Alte WEA sind of drehzahlstarr, weil der Asynchrongenerator mit mehr oder weniger festem Schlupf der 50 Hz Frequenz des Netzes hinterherläuft. Das stufenlose Getriebe gibt die Drehzahl des Rotors vor. Alle neuen WEA haben Frequenzumrichter, sind also drehzahlvariabel.
Ein Windrad muß sich mit einer Drehzahl bewegen, die aus der "festen Beziehung" zwischen Netzfrequenz, Polzahl des Generators und Übersetzung des Getriebes zwischen Generator und Windrad gegeben ist. Sonst könnte ohne Zwischenschaltung eines elektronischen Frequenzwandlers (FU) nicht auf das Stromnetz aufsynchronisiert werden. Da die meisten Windkraftwerke kein Getriebe mit variabler Übersetzung und keinen FU zwischen Generator und Stromnetz haben, muss jedes für sich eine feste Betriebsdrehzahl haben, die mit der Verstellung der Rotorblätter (mehr oder weniger Fläche in Windrichtung) angepasst werden kann. Ansonsten wirkt das Netz zur Synchronisierung. In dem Moment wo es zu einer geringen Überdrehzahl kommt liefert der Generator mehr Energie und verlangsamt sich automatisch, bis sich der richtige Betzriebszustand einstellt.
Windräder untereinader können natürlich unterschiedliche Betriebsdrehzahl haben.
diese Antwort ist falsch! Tut mir Leid, aber wir können gerne darüber diskutieren. Netten Gruß