Stabiles Stromnetz dank Windturbinen
Windturbinen können dazu beitragen, die Spannung im Stromnetz konstant zu halten. Die Leistungselektronik der Turbinen ist in der Lage, Spannungsspitzen und Spannungsabsenkungen wirkungsvoll zu korrigieren. Dies ist das Ergebnis einer von NWO-Forschern durchgeführten Studie.
Moderne Windturbinen sind ohne Weiteres im Stande, Netzspannungsschwankungen auszugleichen. Solche Schwankungen entstehen dann, wenn der Energiebedarf plötzlich zunimmt oder das Energieangebot schnell abnimmt, beispielsweise beim Einschalten einer leistungsstarken Maschine in einer Fabrik oder beim Ausfall eines Kraftwerks in der näheren Umgebung.
Elektrotechniker der Technischen Universität Delft kommen zu diesem Schluss nach Untersuchungen anhand eines Modells zur Simulation von Stromnetzstörungen in der Größenordnung von Sekunden bis Minuten. Gegenwärtig überlässt man die Sicherung einer stabilen Netzspannung noch völlig den Kraftwerken. In Zukunft dürfte der Anteil umweltfreundlichen Stroms im Netz zunehmen. Windturbinen und andere erneuerbare Energiequellen werden dann auch zur Stabilisierung der Netzspannung beitragen müssen.
Viele moderne Windturbinen sind mit einem Umrichter ausgerüstet, die dafür sorgt, dass die Turbine eine gleichbleibende Spannung liefert - unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Rotorblätter. Mit einer kleinen Anpassung kann über die Leistungselektronik auch eine Angleichung der Netzspannung erreicht werden. Die Elektronik macht dabei intelligenten Gebrauch von den Eigenschaften der Wechselspannung. Bei einer Wechselspannung sinkt die Spannung hundert Mal pro Sekunde auf null. Speist man in diesen Augenblicken Strom ins Netz ein, vermag die Elektronik die Spannung zu erhöhen. Seltsamerweise braucht das kaum Energie zu kosten, denn diese Blindleistungskompensation genannte Technik funktioniert auch bei Windstille, d.h. bei stillstehenden Rotorblättern. In diesem Fall kann die Elektronik der Turbine den erforderlichen Strom aus dem Netz holen, und zwar immer genau zwischen zwei "Nulldurchgängen".
Nicht alle Windturbinentypen vermögen die Stabilität der Stromversorgung auf diese Weise zu unterstützen. Einer der gängigen Turbinentypen verfügt nicht über die Leistungselektronik, mit der Netzspannungsstörungen korrigiert werden könnten. Diese Turbinen beruhen auf einem Prinzip, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Rotors konstant und unabhängig von der Windstärke ist.
Die Delfter Forscher wollen ihr Netzstörungen simulierendes Modell in nächster Zeit noch so erweitern, dass sich mit ihm auch Einflüsse anderer erneuerbarer Energiequellen, z.B. von Solarzellen, darstellen lassen. In Zukunft könnte die Energiewirtschaft mit Hilfe des Modells berechnen, wie hoch die maximalen Beiträge diverser erneuerbarer Energiequellen sein dürfen, ohne dass die Stabilität der Stromversorgung in Gefahr gerät. Außerdem kann das Modell angeben, welche technischen Ergänzungen zur Sicherung der notwendigen Stabilität erforderlich sind.
Nähere Informationen:
Dipl.-Ing. Han Slootweg (TU Delft, Fakultät Informationstechnologie und Systeme)
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