Windturbinen Torque-Vectoring-Getriebe sorgen für höhere Energieausbeute

Um die Netzfrequenz von 50 Hertz zu erreichen, muss ein Generator mit der üblichen Polpaarzahl von zwei eine Synchrondrehzahl von exakt 1500 Umdrehungen pro Minute besitzen. Damit diese Forderung trotz variabler Eingangsdrehzahl erfüllt ist, entwickelten Forscher der TU München ein neuartiges Überlagerungsgetriebe.

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Windkraftanlagen haben ein Problem: Abhängig von der Stärke des Windes ändert sich die Drehzahl des Rotors und damit auch des Generators. Einspeisen müssen sie jedoch einen Wechselstrom von exakt 50 Hertz.

Aktives Getriebe macht doppelte Stromumwandlung überflüssig

Bisher wird der erzeugte Wechselstrom daher zunächst gleichgerichtet, um dann in den gewünschten 50 Hertz-Wechselstrom umgewandelt zu werden. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben nun ein aktives Getriebe entwickelt, das die doppelte Umwandlung überflüssig macht.

Große Windkraftanlagen werden derzeit meist drehzahlvariabel betrieben. Bei starkem Wind dreht der Rotor schnell, weht der Wind schwächer sinkt die Drehzahl. Typischerweise macht der Rotor dabei 12 bis 16 Umdrehungen pro Minute.

Bisher variiert Drehzahl des Generators mit der Windgeschwindigkeit

Über ein Getriebe ist der Generator mit dem Rotor verbunden. Auch seine Drehzahl variiert daher mit der Windgeschwindigkeit.

Ins Netz einspeisen kann die Windkraftanlage aber nur einen Wechselstrom, der exakt zur 50 Hertz-Schwingung des Wechselstroms des Netzes passt. Bisher wird daher der Wechselstrom des Generators mit großen Gleichrichtern in Gleichstrom umgewandelt.

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