Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube
Windenergie

ABB unterstützt Forschung für effizientere Windkraftanlagen

| Redakteur: Stéphane Itasse

Rotor, Generator, Umrichter: Bei der Umwandlung von Windenergie in elektrischen Strom treten immer Verlust auf. ABB unterstützt Forscher dabei, diese Verluste zu minimieren.
Bildergalerie: 2 Bilder
Rotor, Generator, Umrichter: Bei der Umwandlung von Windenergie in elektrischen Strom treten immer Verlust auf. ABB unterstützt Forscher dabei, diese Verluste zu minimieren. (Bild: ABB)

Geringerer Energieverlust und damit höherer Wirkungsgrad: Saarbrücker Regelungstechniker optimieren mit ihrer Forschung den Betrieb von Windkrafträdern. Als ein „Forschungsprojekt, das die Zukunft der Energie- und Automationstechnik prägen wird“ fördert der Konzern ABB das Projekt, wie die Universität des Saarlandes mitteilt.

Die Forschergruppe von Prof. Joachim Rudolph werde im Rahmen des ABB-Research-Grant-Programms unterstützt. Die Saarbrücker Ingenieure setzten sich dabei gegen mehr als 500 Projekte aus über 250 Universitäten aus aller Welt durch.

Energie aus dem Wind soll möglichst verlustfrei in Strom umgewandelt werden

Hierzulande deckten die Windkraftwerke im vergangenen Jahr laut dem aktuellen „Windenergie Report Deutschland“ 7,7 % des Stromverbrauchs, ihre Gesamtleistung liege bei über 31.000 MW. Künftig sollen die Anlagen noch mehr Energie liefern können: Hieran arbeiteten Regelungstechniker der Saar-Uni.

„Von dem Strom, den die Windenergieanlagen erzeugen, soll möglichst viel in die Stromnetze eingespeist werden und möglichst wenig verloren gehen“, erläutert Rudolph sein Vorhaben. Gemeinsam mit seiner Forschergruppe verbessert der Professor für Systemtheorie und Regelungstechnik der Saar-Uni hierzu den Betrieb von Windkraftanlagen, genau gesagt von solchen Windkrafträdern, die zur Energiewandlung einen so genannten doppeltgespeisten Generator einsetzen.

Eigener Energieverbrauch der Windkraftanlagen soll sinken

Rotoren, Generatoren, Umrichter – sie alle bringen Verluste bei der Energieumwandlung. Nicht nur Windflaute oder vereiste Rotorblätter verringerten die Ausbeute, auch der Betrieb der Anlage selbst zapfe Energie und damit Erträge ab. Die Energie, die oben die Rotorblätter beständig dreht, kommt nicht eins zu eins unten als Strom fürs Netz heraus.

„Eine Anlage speist nicht so viel Strom ein wie sie theoretisch erzeugen könnte“, sagt Prof. Rudolph. In allen Teilen des Zusammenspiels von Rotoren, Generator, Umrichter und weiteren Abläufen gehe Energie verloren: Alle Prozesse, die in der Windanlage zwischen dem Drehen des Rads und dem „fertigen“ Strom ablaufen, verbrauchten selbst Energie – und das schmälere den Stromertrag.

Algorithmen für schnelle Präzisionsregelung sollen Energieertrag der Windkraftanlagen erhöhen

„Unsere Aufgabe ist es, die elektrischen Prozesse, die im Windkraftrad ablaufen, passgenau so anzusteuern und zu regeln, dass der Energieverlust minimiert wird und die Anlage trotzdem stabil, störungsfrei und optimal läuft“, erläutert der Wissenschaftler. Wie in einem guten Team müssten die Aufgaben, an die jeweilige Betriebssituation angepasst, zwischen den elektrischen Komponenten verteilt werden.

Hierzu nutzten die Saarbrücker Ingenieure die Mathematik. Die Spezialität der Forschergruppe von Prof. Rudolph sind laut Mitteilung modellbasierte Algorithmen für sehr schnelle Präzisionsregelung. Die Regelungstechniker modellierten die Einzelprozesse mathematisch, beschrieben die Vorgänge mit nichtlinearen Differentialgleichungen. Auf diese Weise könnten die Abläufe in der Folge besser koordiniert werden. „Durch geschickte mathematische Lösungen, hochleistungsfähige Algorithmen und eine besser geregelte Koordination können die Prozesse effizienter ablaufen, wodurch weniger Energie durch den Betrieb der Anlage selbst verloren geht“, erläutert der Wissenschaftler.

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 42315699 / Energietechnik)