Aufbau einer Windkraftanlage

Aufbau einer Windkraftanlage

Fundament
• abhängig von der Belastung der Anlage sowie von der Bodenbeschaffenheit
• Unterschied: Flach- und Tiefgründung (fester Boden, weicher Boden)
Turm
• entweder aus Stahl, Beton oder beidem
• Gitterbauweise
Windnachführung
• verbindet den Turm mit der Gondel
• sorgt dafür, dass Windkraftanlage immer optimal in Wind ausgerichtet ist
• Windfahne leitet Signal an Drehgetriebe, die über einen Drehkranz die Gondel in Bewegung setzten (Drehgetriebe meist durch kleinere Elektromotoren angetrieben)
Gondel (Maschinenhaus)
• wichtigste Komponenten versteckt
• meistens durch Stahlrohrturm begehbar, manchmal nur von Außen erreichbar (Leiter)
Rotor
• Kontaktelement zwischen anströmender Luft und energieerzeugendem Generator
• im Wind enthaltene kinetische Energie versetzt Rotor in eine Drehbewegung
• 2 unterschiedlich Blattverstellmchanismen
o die Stall-Regelung (fest)
o die Pitch-Regelung (beweglich)
• Stall- Regelung- gewollte Strömungsverwirbelung bremst bei bestimmten Windgeschwindigkeiten ab
• Pitch-Regelung- Rotorblätter verstellen sich automatisch mit Änderung der Windgeschwindigkeit
Getriebe
• Drehbewegung des Rotors wird über eine Welle auf das Getriebe geleitet
• Getriebe wandelt langsame Drehbewegung (ca. 30 U/min) in schnelle Drehbewegung (ca. 1500 U/min) um (Generator benötigt diese Drehzahl um elektr. Energie herzustellen)
Generator
• synchrone, asynchrone Bauweise
• besteht aus einem Stator (außen) und einem Läufer (innen)
• Läufer (auch Anker) befindet sich auf drehbarer Welle
• Aufbau des Magnetfeldes
o Synchrongenerator- durch Zuführung von Gleichstrom auf Läuferschleifringe
o Asynchrongenerator- über im Läufer befindliche Wicklung, die kurzgeschlossen wird, beim Anschluss an ein Energienetz wird Spannung induziert

Funktion einer Windkraftanlage
• Rotorblätter fangen den Wind auf und geben die Leistung auf die Nabe weiter
• Nabe ist mit langsamlaufender Antriebswelle verbunden
• diese Welle beinhaltet Hydraulikleitungen (versorgen aerodynamische Bremsen)
• Getriebe zwischen langsamlaufender und schnellaufender Antriebswelle bewirkt, dass letztere Welle ca. 50mal schneller läuft als erstere Welle
• schnellaufende Antriebswelle treibt elektrischen Generator an (Leistung von 500- 1500 kWh)
• schnellaufende Welle auch mit mechanischer Scheibenbremse bestückt (Einsatz, wenn aerodynamische versagt bzw. repariert werden muss)
• mit steigender Höhe nimmt Windgeschwindigkeit zu
• damit hintere Türme in einem Windpark gleichviel Elektrizität erzeugen können wie die vordere, müssen sie weit voneinander postiert sein