Es gibt ja sowohl einen Gleichstromgenerator als auch einen Wechselstromgenerator. Doch welcher ist im klassischen Windrad verbaut?

4 Antworten

In der Regel sind das Drehstromgeneratoren.

Bei Festdrehzahl und regelbaren Rotoren wird der Drehstrom direkt ind Netz eingespeist.

Bei den häufigsten Anlagen mit festen Rotoren und variabler Drehzahl wird der Drehstrom zunächst in Gleichstrom gewandelt und dann mit einem Wechselrichter die erforderliche Netzfrequenz- und Spannung erzeugt. Selten wird direkt Gleichstrom erzeugt, der dann gerichtet wird.

Erst im Haushalt wird aus Drehstrom Wechselstrom gemacht.

Gibt beide Varianten.

Gleichstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Wechselrichter

oder

Ein Wechselstromgenerator in Form einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine mit Umrichter.

Und was ist das Häufigste?:)

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@HannaJasmin

Das kann ich nicht sagen, ich kann dir nur sagen, dass beide Varianten eingesetzt werden.

Das ist eben von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.

Ich hab mal gehört, dass die doppeltgespeiste Asynchronmaschine häufiger verwendet wird.

Wobei aber der Gleichstromgenerator selbst auch sehr gute Eigenschaften hat.

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Kleine Anmerkung ich bezeichne hier auch Synchronmaschinen (eigentlich ja Wechselstrommaschinen) mit nachgeschaltetem Gleichrichter, als Gleichstromgenerator.

Entspricht auch oft der Bauform, wo der Gleichrichter bereits im Motor selbst verbaut ist.

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@PeterKremsner

Nur als kleines Gedankenspiel :

Wäre es dann nicht grundlegend sinnvoller, den reinen Generator ohnehin einfachst auf Wechselspannung auszulegen ohne Polwender ?

Für Synchonisation mit dem Wechselspannungsnetz ( 1 - 3 Phasig )  in öffentliche Einspeisung muss man das Teil doch ohnehin erst mal synchronisieren. Wozu dann bereits im Generator erst den Umweg über Gleichspannung gehen ?

Das ist nur eine Zwischenfrage und KEINERLEI Kritik an Deinen Mutmassungen.

Es KÖNNTE ja tatsächlich sein, das bei einem nicht fix drehzahlregulierten Generator wirklich die nachträglich Wandlung von Gleichspannung in stabilisierte Wechselspannung mit 50 Hz einfacher und stabiler / breitbandiger am Antrieb ist.

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@PeterKremsner

Und welchen technischen Sinn hat die Gleichrichtung da, der Gleichstrom taugt ja weder zur Einspeisung noch zur Transformation!?!

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@dompfeifer

Der Gleichstrom kommt über einen Netzgeführten Wechselrichter ans Netz, das hat den Vorteil, dass das Windrad beinahe unabhängig von der Drehzahl funktioniert, was bei Fest gekoppelten Synchronmaschinen nicht möglich ist.

Zudem kann der Wechselrichter sowohl Induktive, als auch Kapazitiven Blindstrom ans Netz liefern und so den Leistungsfaktor im Netz auch verändern. Das können Fremderregte Synchronmaschinen zwar auch, allerdings sind die wie bereits erwähnt nicht Drehzahlunabhängig am Netz.

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@Parhalia2

Wäre es dann nicht grundlegend sinnvoller, den reinen Generator ohnehin einfachst auf Wechselspannung auszulegen ohne Polwender ?

Wenn du damit einen Gleichstromgenerator ohne Kommutator meinst, dann hast du bereits eine Art Fremderregte Synchronmaschine. Eine wirklichse Synchronmaschine hat eben nur mehr Phasen.

Der Vorteil einer Synchronmaschine als Gleichstromgenerator liegt in der Niedrigeren Restwelligkeit der Gleichspannung. Wenn du einen Normalen Wechselstrom gleichrichtest hast du eine Spannung welche zwischen 0V und der Spitzenspannung pulsiert. Wenn du eine 3 Phasige Wechselspannung Gleichrichtest hast du eine Spannung welche nicht mehr so stark pulsiert, kannst du dir ja mal Aufzeichnen, dann sieht man es ziemlich schön.

Die restliche Welligkeit kann man dann mit einer Kondensatorbank wegbekommen. Du kannst natürlich auch die Gleichgerichtete Einphasige Wechselspannung mit Kondensatoren glätten, allerdings brauchst du für den selben Effekt mehr Kapazität.

Für Synchonisation mit dem Wechselspannungsnetz ( 1 - 3 Phasig )  in öffentliche Einspeisung muss man das Teil doch ohnehin erst mal synchronisieren. Wozu dann bereits im Generator erst den Umweg über Gleichspannung gehen ?

Ganz einfach, wenn man den Gleichstrom über einen Umrichter ans Netz führt ist das ganze System beinahe unabhängig von der Drehzahl des Systems, bei einem starr gekoppelten Generator muss die Motorgeschwindigkeit immer bei der Synchronen Drezahl liegen, wenn also mal der Wind nicht so stark ist, dann führt das dazu dass man das Windrad abschalten muss weil ansonsten der Generator als Motor wirkt. Bei einem Netzgeführten Wechselrichter ist der Bereich, mit den nutzbaren Windstärken einfach größer.

Wie oben bereits angeführt gibt es ja dann noch die doppelt gespeisten Asynchronmaschinen. Diese sind zwar Ständerseitig starr am Netz, haben aber Läuferseitig einen Wechselrichter. Die gesteuerte Erregung in Verbindung mit der Drehzahl hat den selben Effekt wie netzgeführte Wechselrichter.

Btw kann man alles hier nachlesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Windkraftanlage#Generator

Die Synchronmaschinen mit Frequenzumrichter, machen im übrigen genau dieses Gleichrichtungs- Wechselrichtungsverfahren, so wie es auch zB in HGÜs oder teilweise auch in Länderkopplungen (HGÜ Kurzkupplung) üblich ist.

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