Windkraftanlagen im Netzbetrieb
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B. G. Teubner Stuttgart 1994
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Heier, Siegfried: Windkraftanlagen im Netzbetrieb / von Siegfried Heier. Stuttgart : Teubner, 1994 ISBN 978-3-519-06171-7 ISBN 978-3-322-99936-8 (eBook) DOI 10.1007/978-3-322-99936-8
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Gesamtherstellung: Präzis-Druck GmbH, Karlsruhe Umschlaggrafik: Dipi. Des. Renate Rothkegel
Vorwort
Die Energieversorgung wird langfristig nur unter Einbindung erneuerbarer Ressourcen ökologisch verträglich gesichert werden können. Bei der Nutzung regenerativer Energien ist neben der bereits etablierten Wasserkraft die Windkraft technisch am weitesten vorangeschritten und dem wirtschaftlichen Durchbruch am nächsten. Ihr Einsatz wird sich - von wenigen Ausnahmen abgesehen - auf Elektrizitätsversorgungen konzentrieren. Eine zunehmend flächendeckende Einbindung von Windenergieanlagen in bereits gegebene oder neu aufzubauende Versorgungsstrukturen wird in windreichen Gebieten in erhöhtem Maße Integrationsprobleme aufwerfen und verstärkt verhaltensorientierte Anforderungen an Gesamtsysteme stellen. Für die Lösung dieser Aufgaben sind Kenntnisse sowohl über Anlagendetails als auch über das Zusammenspiel der Komponenten bzw. deren gegenseitige Beeinflussungen von großer Bedeutung. Von der Windturbine ausgehend wird über das mechanisch-elektrische Energiewandlersystem bis zur Energieübergabe die Verhaltensweise der Komponenten im Hinblick auf ihr Zusammenwirken dargestellt. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Nachbildung von Teilsystemen aufgezeigt, die es erlauben, in interessierenden Betriebsbereichen wie Teillast, Nennzustand, Kurzschluß o.a. mit Hilfe erheblicher Vereinfachungen und Abschätzungen wirklichkeitsnahe Ergebnisse zu erhalten. Turbinenseitig bilden die Antriebsmomentbestimmung über ein geschlossenes Rechenverfahren und Eingriffe zur Leistungsregulierung mit den dabei auftretenden Momenten einen Schwerpunkt. Bei der mechanisch-elektrischen Energiewandlung beschränken sich die Betrachtungen auf wesentliche Betriebsbereiche sowie auf statische und dynamische Drehmomente von Asynchron- und Synchrongeneratoren. Sie werden soweit möglich mit Messungen belegt. Hinweisen zu Auslegungsaspekten für Asynchrongeneratoren liegen umfangreiche Meßreihen von ausgewählten Maschinen zugrunde. Nicht einbezogen werden drehzahlvariable Generatorkonzeptionen wie z.B. Synchronmaschine mit Gleichstromzwischenkreis und am Netz arbeitendem Wechselrichter, da diese den Rahmen der Darstellungen gesprengt hätten. Für die elektrische Energieübergabe wird der Netzschutz und mögliche Veränderungen durch die Anbindung von Windkraftanlagen andiskutiert. Netzeinwirkungen werden durch Meß- und Rechenergeb
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