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Teubner B.G. Weitere Titel dieses Verlages anzeigen
| 1 | Windenergieanlagen | 1 |
| 1.1 | Anlagenstrukturen | 1 |
| 1.2 | Rückblick in die Historie | 4 |
| 1.3 | Meilensteine der Entwicklung | 4 |
| 1.4 | Funktionsstrukturen von Windkraftanlagen | 20 |
| 2 | System zur Windenergiewandlung | 25 |
| 2.1 | Antriebsmoment und Leistung am Windrad | 25 |
| 2.1.1 | Ein-und Ausgangsgrößen einer Windturbine | 25 |
| 2.1.2 | Leistungsentnahme aus der Luftströmung | 26 |
| 2.1.3 | Leistungs-bzw. Antriebsmomentbestimmung nach der Blattelementmethode | 28 |
| 2.1.4 | Vereinfachung des Rechenverfahrens | 33 |
| 2.1.5 | Verfahren zur Nachbildung des Turbinenverhaltens | 37 |
| 2.2 | Turbinen | 41 |
| 2.2.1 | Naben-und Turbinenanordnung | 44 |
| 2.2.2 | Rotorblattgeometrie | 45 |
| 2.3 | Eingriffe an der Windturbine zur Leistungsregelung | 52 |
| 2.3.1 | Turbinennachführung | 52 |
| 2.3.2 | Rotorblattverstellung | 61 |
| 2.3.3 | Leistungsbegrenzung durch Stallbetrieb | 93 |
| 2.3.4 | Leistungsanpassung durch Drehzahleinstellung | 98 |
| 2.4 | Mechanischer Triebstrang | 100 |
| 2.5 | Systemdaten von Windkraftanlagen | 106 |
| 2.5.1 | Turbinen-und Triebstrangdaten | 106 |
| 2.5.2 | Anlagen- und Turmmasse | 108 |
| 2.5.3 | Anlagenkosten | 113 |
| 3 | Mechanisch-elektrische Energiewandlung durch Generatoren | 115 |
| 3.1 | Randbedingungen und Anforderungen zum Generatoreinsatz | 115 |
| 3.2 | Energiewandlersy steme | 117 |
| 3.2.1 | Aufbau der Asynchronmaschine | 120 |
| 3.2.2 | Aufbau der Synchronmaschine | 121 |
| 3.3 | Betriebsbereiche von Asynchron- und Synchrongeneratoren | 123 |
| 3.4 | Stationäre und dynamische Drehmomente | 128 |
| 3.4.1 | Stationäre Drehmomente | 129 |
| 3.4.2 | Dynamische Drehmomente | 144 |
| 3.5 | Nachbildung von Generatoren | 152 |
| 3.5.1 | Synchronmaschinen | 153 |
| 3.5.2 | Asynchronmaschinen | 157 |
| 3.6 | Auslegungsaspekte | 159 |
| 3.6.1 | Asynchrongeneratoren | 159 |
| 3.6.2 | Synchrongeneratoren für getriebelose Anlagen | 174 |
| 3.7 | Maschinendaten | 188 |
| 3.7.1 | Masse-und Kostenrelationen | 188 |
| 3.7.2 | Kennwerte von Asynchronmaschinen | 191 |
| 3.7.3 | Kennwerte von Synchronmaschinen | 191 |
| 4 | Elektrische Energieübergabe an Versorgungsnetze | 197 |
| 4.1 | Energieaufbereitung und Netzanbindung | 197 |
| 4.1.1 | Umrichtersysteme | 199 |
| 4.1.2 | Leistungshalbleiter für Umrichter | 202 |
| 4.1.3 | Funktionsmerkmale von Stromrichtern | 205 |
| 4.1.4 | Umrichterkonzeption | 210 |
| 4.1.5 | Zwischenkreisumrichter | 211 |
| 4.1.6 | Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) | 224 |
| 4.1.7 | Schutzmaßnahmen bei der Energieaufbereitung | 226 |
| 4.2 | Netzschutz | 227 |
| 4.2.1 | Sicherungen und Netztrennung | 228 |
| 4.2.2 | Kurzschlussleistung | 228 |
| 4.2.3 | Erhöhung der Kurzschlussleistung | 231 |
| 4.2.4 | Isolierter Betrieb und Kurzunterbrechungen | 234 |
| 4.2.5 | Überspannungen bei Netzfehlern | 236 |
| 4.3 | Netzeinwirkungen | 237 |
| 4.3.1 | Allgemeine Verträglichkeit und Störungen | 237 |
| 4.3.2 | Leistungsverhalten von Windkraftanlagen | 237 |
| 4.3.3 | Spannungsverhalten bei Netzeinspeisung | 251 |
| 4.3.4 | Oberschwingungen und Zwischenharmonische | 262 |
| 4.4 | Resonanzerscheinungen im Netzsystem bei Normalbetrieb | 272 |
| 4.5 | Abhilfemaßnahmen gegen Netzeinwirkungen | 277 |
| 4.5.1 | Filter | 278 |
| 4.5.2 | Filterauslegung | 280 |
| 4.5.3 | Wirkung von Saugkreisfiltern und Kompensationsanlagen | 281 |
| 4.5.4 | Netzspezifische Filterauslegung | 281 |
| 4.5.5 | Nutzung von Ausgleichseffekten | 285 |
| 4.6 | Netzregelung und Netzstützung | 288 |
| 4.6.1 | Einspeisung von Windkraftanlagen | 289 |
| 4.6.2 Netzstützung und Netzregelung mit Windkraftanlagen und anderen regenerati- | ||
| ven Systemen | 290 | |
| 4.7 | Netzanschlussregeln | 296 |
| 4.8 | Netzanschluss im Offshore-Bereich | 301 |
| 4.8.1 | Offshore-Windpark-Eigenschaften | 301 |
| 4.8.2 | Stationäres und dynamisches Verhalten von Offshore-Windparks | 303 |
| 4.8.3 | Windpark- und Cluster-Bildung im Meer und Netzanbindung | 303 |
| 4.8.4 | Elektrische Energieübertragung zum Festland | 307 |
| 4.9 | Integration der Windenergie in das Verbundnetz und Energiebereitstellung | 310 |
| 4.9.1 | Netzausbau | 310 |
| 4.9.2 | Energiebereitstellung | 311 |
| 4.9.3 | Regel-und Reserveleistung | 313 |
| 4.9.4 | Interkontinentale Netzverbindung | 315 |
| 5 | Regelung und Führung von Windkraftanlagen | 317 |
| 5.1 | Systemanforderungen und Betriebsarten | 318 |
| 5.2 | Inselbetrieb von Windkraftanlagen | 320 |
| 5.2.1 | Anlagen ohne Blattverstelleinrichtung | 322 |
| 5.2.2 | Anlagen mit BlattverStelleinrichtung | 322 |
| 5.2.3 | Anlagen mit Verbrauchersteuerung | 324 |
| 5.2.4 | Anlagenregelung über Bypass | 325 |
| 5.3 | Netzbetrieb von Windkraftanlagen | 325 |
| 5.4 | Regelungskonzeptionen | 330 |
| 5.4.1 | Regelung im Inselbetrieb | 330 |
| 5.4.2 | Regelung drehzahlvariabel betriebener Anlagen | 335 |
| 5.4.3 | Regelung schlupfvariabel betriebener Asynchrongeneratoren | 336 |
| 5.4.4 | Regelung netzstarr betriebener Anlagen | 351 |
| 5.5 | Reglerauslegung | 351 |
| 5.5.1 | Verstellvorgänge und Torsionsmomente an den Rotorblättern | 355 |
| 5.5.2 | Normierung und Linearisierung der Größen | 358 |
| 5.5.3 | Regelkreise und die vereinfachte Dimensionierung | 363 |
| 5.5.4 | Verbesserung der Regeleigenschaften | 367 |
| 5.6 | Betriebsführung | 374 |
| 5.6.1 | Betriebszustände | 374 |
| 5.6.2 | Störfälle | 385 |
| 5.6.3 | Zustandserfassung der Systemkomponenten | 386 |
| 5.7 | Überwachungs- und Sicherheitssysteme | 387 |
| 5.7.1 | Windmesseinrichtung | 387 |
| 5.7.2 | Schwingungsüberwachung | 387 |
| 5.7.3 | Netzüberwachung und Blitzschutz | 388 |
| 5.7.4 | Überwachungsrechner | 388 |
| 5.7.5 | Fehlerfrüherkennung | 390 |
| 6 | Nutzung der Windenergie | 393 |
| 6.1 | Windverhältnisse und Energieerträge | 393 |
| 6.1.1 | Globale Windverhältnisse | 393 |
| 6.1.2 | Lokale Windverhältnisse und Jahreswindenergieangebot | 394 |
| 6.1.3 | Berechnung von Anlagenerträgen | 397 |
| 6.1.4 | Wind-Atlas-Methode | 402 |
| 6.2 | Potenziale und Ausbau | 405 |
| 6.2.1 | Windenergienutzung an Land | 407 |
| 6.2.2 | Offshore-Windenergienutzung | 409 |
| 6.2.3 | Repowering | 411 |
| 6.3 | Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen | 413 |
| 6.3.1 | Anschaffungs-und Unterhaltskosten | 414 |
| 6.3.2 | Energieeinspeisung und monetäre Erträge | 416 |
| 6.3.3 | Stromgestehungskosten | 417 |
| 6.3.4 | Betriebswirtschaftliche Berechnungsmethoden | 418 |
| 6.3.5 | Berücksichtigung externer Kosten | 422 |
| 6.4 | Rechtliche Aspekte und Errichtung von Windkraftanlagen | 423 |
| 6.4.1 | Immissions schütz | 423 |
| 6.4.2 | Natur- und Landschaftsschutz | 426 |
| 6.4.3 | Baurecht | 428 |
| 6.4.4 | Planung und Genehmigung | 429 |
| 6.4.5 | Vorgehen zur Errichtung von Windkraftanlagen | 430 |
| 6.4.6 | Offshore-Nutzung der Windenergie | 430 |
| 6.5 | Ökobilanz | 434 |
| Anhang | 437 | |
| Literaturverzeichnis | 439 | |
| Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen | 465 | |
| Stichwortverzeichnis | 473 | |
A
Abfahren, 383
Abgabeleistung
- elektrisch, 125
Abhilfemaßnahmen
- gegen Netzeinwirkungen, 277
- gegen Netzresonanzen, 277
Abschattungen, 427
Abschattungsverluste, 405
Achse
- horizontal, 42
- vertikal, 42
Änderung
- der Netzspannung, 151
Aerodynamische Bremsen, 86
Aktiv-Stall-Regelung, 22
Alleinbetrieb, 320
Amortisationszeit, 421, 436
Amplitudenspektren der Leistung, 250
Anfahren, 377
Anfangskurzschlusswechselstromleistung, 229
Anforderungen, 160
- an Generator, 115
- an Wandlersysteme, 176
- zum Generatoreinsatz, 115
Anisotropie
- des Läufers, 146
Anlagen
- mit Blattverstelleinrichtung, 322
- mit Verbrauchersteuerung, 324
- ohne Blattverstelleinrichtung, 322
Anlagenertrag, 397
Anlagenflickerbeiwert, 261
Anlagenkosten, siehe Anschaffungskosten Anlagenmasse, 108
Anlagenprüfung, 374
Anlagenregelung
- über Bypass, 325
Anlagenüberprüfung, 376
Anlagenverlust, 41
Anlaufeinrichtungen, 151
Anlaufgeschwindigkeit, 143
Anlaufmoment, 117, 130
Anlaufstrom
- von Asynchronmaschinen, 192
Annuitätenmethode, 420
Anpassungsaufgabe, 320
Anschaffungskosten, 414, 415
-pro kW, 113
- pro irr, 114
- pro Nm, 114
Anstellwinkel, 32
Anströmung, 31
Antriebsmoment, 61
- Generator, 103
- Windturbine, 22, 31
Antriebsmomentbestimmung, 28
Arbeitsbereich
- Schwachwindgenerator, 170
- Volllastbetriebsgenerator, 170
asynchrone Oberwellen-Drehfeldmomente, 135
Asynchrongenerator, 117, 159
- 3-phasiger Kurzschluss, 150
- mit dynamischer Schlupfregelung, 344
- mit übersynchroner Stromrichterkaskade, 342
Asynchronmaschine
- Anlaufstrom, 192
- Leerlaufstrom, 192
- Leistungsfaktor, 193
- mit regelbarer Blindstromliefereinrichtung, 128
-Nennschlupf, 133
- Wirkungsgrad, 193
Aufbau
- Asynchronmaschine, 120
- Synchrongenerator, 122
- Synchronmaschinen, 121
Aufnahmeleistung
- mechanisch, 125
Auftrieb, 30
Auftriebsbeiwert, 31, 32
Auftriebskraft, 30, 65
Aufwindkraftwerk, 43
Ausbaupotenziale, 411
Ausgangsgröße, 25, 26, 317
Ausgleichsmaßnahmen, 427
Auslastung, 293
Auslegungsaspekte, 159
Auslegungsschnelllaufzahl, 46
Ausschaltvorgänge, 144
Außenläuferausführungen, 181
Azimutnachführung, 54
B
Bauleitplanung, 428
Baurecht, 428
Bauteilbeanspruchung, 329
Beschäftigtenzahlen, 414
Beschäftigungsintensität, 414
Beschleunigung, 54
B eschleunigungsmoment
- Generator, 104
- Triebstrang, 105
- Windturbine, 104
Betriebsarten, 318
Betriebsbereich
- Asynchrongeneratoren, 123
- Asynchronmaschine
- mit Lastkompensation, 129
- - mit Leerlaufkompensation, 129
- dynamisch, 99
- Synchrongeneratoren, 123
Betriebsführung, 1, 317, 374, 375
Betriebskosten, 415
Betriebszustände, 374
- stationär, 374
- temporär, 374
Betz, 27
Beurteilung
- von Netzrückwirkungen, 130
Bewegung
- drallfreie, 26
Bewegungsgleichung, 71
- des Blattes, 71
Bewegungsvorgänge, 52
Bildung elektrischer Drehstromnetze, 118
Biot-Savart, 26
Bipolar-Transistor, 204
Blattachse, 63
Blattdrehachse, 63
Blatteinstellgeschwindigkeits-Regelkreis, 365
Blatteinstellwinkel, 50, 63
- Definition, 30
- Veränderung, 61
Blatteinstellwinkel-Regelkreis, 366
Blatteinstellwinkelregelung, 328
Blattelementmethode, 28
Blattkontur, 46, 48
Blattspitze, 32, 48
Blattstellung, 29
Blattumriss, 48
B lattverstelleinrichtung
- mit rotierenden Massen, 76
Blattzahl, 46
Blechflügel, 43
Blindleistung, 118, 321
Blindleistungsbetrieb, 221
Blindleistungseinstellung, 118
Blindleistungsfluss, 293
Blindleistungskompensation, 198, 341
Blindleistungslieferung, 118
Blindleistungsregelung, 118, 339
Blindleistungsstatik, 332, 333
Blindstromkorrektur, 332
Blindstromstatik, 332
Blitzschutz, 388
Blockschaltbild
- dynamische Schlupfregelung, 351
Böigkeit, 393
BPT, siehe Bipolar-Transistor Breitentest, 401
Bypass-Steuerung, 325
C
C02-Emission, 435
Coriolisbeschleunigung, 56, 57
- am Rotorblatt, 57
Coriolismoment, 57
D
Dämpferkäfig, 146
Dämpfung, 67
- der bewegten Luft, 70
Dämpfungsbeiwert, 73
DC/DC-Steller, 216
Dieselaggregate, 318
Differentialgleichung, 71
Dimensionierung von Reglern, 363
Dimensionierungsfragen, 144
Direktumrichter, 120, 201
Doppelgeneratoranordnung, 171
Doppelluftspalt-Bauformen, 187
doppeltgespeiste
- Asynchrongeneratoren, 338
- Asynchronmaschine, 339
Drallströmung, 29, 33
Drehfeld, 117
Drehfeldmaschine, 117
Drehmoment, 25
- blattstellungsabhängig, 40, 41
- dynamisch, 128, 144
- Schenkelpolmaschine, 137
- stationär, 128, 129
-Vollpolmaschine, 137
Drehmoment-Drehzahl-Kennfeld, 141
Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie
- einer Asynchronmaschine, 130
Drehmomentbegrenzung, 138
Drehmomenteinfluss, 100
Drehmomentkennziffer, 141
Drehmomentmatrix, 362
Drehmomentschwankung, 40, 101, 133
Drehmomentspitzen, 146
Drehmomentverlauf, 133
Drehstrom-Brückenschaltung, 207
Drehstromasynchronmotor, 89
Drehung
- der Rotationsebene, 52
Drehzahleinstellung, 98
drehzahlfeste Windkraftanlage, 328
Drehzahlregelung, 320, 323, 334
Dreiblattanlage, 46
Dreiblattrotor, 353
Düseneffekt, 405
Durchbiegung der Blätter, 66
Durchströmfläche des Windrades, 52
dynamische Entlastung, 118
E
Einblatt-Turbine, 46
Eingangsgröße, 25
Einschaltvorgänge, 144
Einschaltwindgeschwindigkeit, 32
Einspeisevergütung, 422
Eisenverluste, 123
Elastizitätsgrad, 133
elektrische Energieübergabe, 197
elektrische Versorgungssysteme, 318
elektrohydraulische Drehzahlregelung, 324
Elektromagnetische Verträglichkeit, 224
elektromotorische
- Blattverstelleinrichtung, 83
- Einzelblattverstellung, 84
- Windrichtungsnachführung, 60
EMV, siehe Elektromagnetische Verträglichkeit Energie
- Maximalwert, 42
Energie-Wirtschafts-Gesetz (EnWG), 299
Energieabnahme, 318
Energieaufbereitung, 197, 226
Energieeinspeisung, 318, 416
Energieertrag, 393, 394, 399, 402
Energieertragsprognose, 394, 397
Energiefluss, 318, 319
Energiekosten, 422
Energielieferung, 117
Energiemanagement, 317
Energieprognose, 395
Energieübertragung, 318
Energieumwandlung, 320
Energieverfügbarkeit, 399
Energiewandlersysteme, 117
-mechanisch-elektrisch, 119
Energiezufuhr, 317
Entwicklungslinien, 176
Erhöhung der Kurzschlussleistung, 231
Erneuerbare Energien Gesetz, 416
Erntefaktor, 436
Erregereinrichtung, 121
Erregermaschine, 123
Erregerstrom, 123, 124
Erregerverluste, 117
Erregungszustand, 126
Errichtung von Windkraftanlagen, 423, 430
Ersatzanlage, 117
Ersatzschaltbild, 274
Ersatzschaltung
- Asynchronmaschine, 123
- vereinfacht, 125
- Synchronmaschine, 123
- im Kurzschluss, 175
- vereinfacht, 125
Ersatzstromkreis, 123
Erzeugerkennlinie, 289
Europäischer Windatlas, 402
F
Fehlerfrüherkennung, 390
feldorientierte Ströme, 341
Fernabfrage, 319
Filter, 278
Filterauslegung, 280
Flächennutzungsplan, 428
Flicker, 251, 260
Flickerstörfaktor, 261
flickerwirksame Phasenwinkel, 261
Fliehkraftregler, 77, 324
Formparameter, 395
fremderregte Schenkelpolmaschine
- mit radialem Luftspaltfeld, 178
Frequenz, 118, 321
Frequenzhaltung, 320
Frequenzregelkreis, 335
Frequenzschwankungen, 323
frequenzvariabler Betrieb
- der Windturbine, 143
Frequenzverhalten
- von Windkraftanlagen, 250
Froude'sches Theorem, 28
Führung, 317
Führungsbereich, 318, 326
Funktionsstrukturen, 20, 22, 23
Fuzzy-Regler, 368
G
Gate-Turn-Off-Thyristor, 203
Gauß-Normalverteilung, 396
geführte Windenergieeinspeisung, 319
Geländestruktur, 405
Genehmigung, 429
Genehmigungsverfahren, 429
Generator, 115
- mit Stromrichterkopplung, 138
generatorisch ausgelegte Asynchronmaschine, 164
Generatorkurzschluss, 144, 149
Generatormomente, 140
Generatorspannung
- sinusförmig, 177
- trapezförmig, 177
Gesamtmomente, 358
gesteuerter Gleichrichter, 216
Gleichrichter, 215
Gleichrichterbetrieb, 209
globale Windverhältnisse, 393
GridCode 2000, 299
Grundwelle, 130
Grundwellenfeld, 130
GTO-Thyristor, siehe Gate-Turn-Off-Thyristor Gütekriterium, 371
H
Häufigkeit
- der Windgeschwindigkeit, 399
Häufigkeitsverteilung, 395, 402
Halbleiterdiode, 203
Harmonische, 262
Hauptmaschine, 121
Hauptreaktanz, 123
Hellmann-Exponent, 40
Hilfserregereinrichtung, 121
Hilfserregermaschine, 123
Hindernisse, 405
Hochfahren, 378, 379
Hochlaufzeit, 87, 92
Hochlaufzeitkonstante, 103, 105, 108
Höchstmoment, 150
Höhengradient, 40
Höhenprofilauswirkungen, 40
Holzflügel, 43
hydraulische Blattverstellung, 78-81
hydraulisches Windrichtungs-Nachführsystem, 59
I
/-Umrichter, 202
IGBT, siehe Insulated-Gate-Bipolar-Transistor
IGCT, siehe Integrated-Gate-Commutated-Thyristor
Immissionsschutz, 423
Impedanzverlauf, 275
Inbetriebnahme, 198
Infraschall, 424
Innenläuferausführungen, 181
Inselbetrieb, 320, 321
Insulated-Gate-Bipolar-Transistor, 205
Integrated-Gate-Commutated-Thyristor, 204
Integrationsfähigkeit, 317
Investitionskosten, 415
isolierter Betrieb, 234
J
Jahresenergieertrag, 397, 400, 401, 403, 404
Jahresertrag, 402, 416, 418
Jahreswindenergieangebot, 394
K
kapazitive Erdströme, 173
kapazitive Kopplung, 173
Kapitalwertmethode, 420
Kennfelder aus Messungen, 162
Kenngrößenvergleich
- motorisch und generatorisch ausgelegter
Asynchronmaschine, 168
Kennlinienanpassung
- Generatorfrequenzvariation, 144
Kennlinienschar, 141
Kennwerte von Synchronmaschinen, 191
Kippmoment, 130, 132
Kippschlupf, 131, 132
Klassenertrag, 397, 402
Klimaschutz, 435
Klirrfaktor, 265
Kloß'sehe Gleichung, 132
Kommutierung, 207
komplexe
- Geländestrukturen, 405
- Orographie, 405
Komponenten
- tangentiale, 30
Komponentenbelastungen, 329
Kosten
- von Asynchronmaschinen, 189
- von Synchronmaschinen, 190
- von Windkraftanlagen, 113
Kostenrelation, 188
Kräfte, 31
- am Rotorblatt, 353
- antriebsmomentbildend, 30
Kraftwirkungen an der Turbine, 354
Kurzschlüsse, 385
Kurzschlussläufer, 120
Kurzschlussleistung, 228
Kurzunterbrechung, 144, 151, 234, 385
Kurzzeit-Flickerstärke, 261
Kurzzeitverhalten
- eines Windparks, 238
- im Inselverbund, 248
L
Längsreaktanz
- von Synchronmaschinen, 195
Läuferstrom, 123
Lagerkräfte, 68
Lagerströme, 172, 173
- bei Umrichterbetrieb, 172
Landschaftsbild, 426
Landschaftsschutz, 426
Landschaftsverbrauch, 435
Langzeit-Flickerstärke, 261
Langzeitverhalten, 244
Lastfluss, 290
Lastkennlinie, 289
Lastmanagement, 317
Lee, 40
Leerlaufsollwert, 332
Leerlaufstrom, 124
- von Asynchronmaschinen, 192
Leerlaufverluste, 117, 160
Leistung
- Maximalwert, 42
- zur Verstellung, 90
Leistungs-Drehzahl-Kennfeld, 99, 141
Leistungs-Drehzahl-Diagramm, 174
Leistungsanpassung, 98
Leistungsbegrenzung, 52
Leistungsbeiwert, 28, 34, 35, 42, 43, 140
- Approximation, 38
- Bestimmung, 38
Leistungscharakteristik, 96
Leistungsdauerlinie, 246, 399
Leistungsfaktor, 198
- von Asynchronmaschinen, 193
Leistungsgradienten, 238
Leistungshalbleiter, 202
Leistungskennlinie, 399
Leistungsoptimum, 335
Leistungsregelung, 52
Leistungsreserve, 317
Leistungsschwankung, 40, 240
Leistungsvergleichmäßigung, 242, 243
Leistungsverhalten, 238, 248
- von Windkraftanlagen, 237, 238
Linearisierung, 358
lokale Windverhältnisse, 394
Luftdämpfung, 69
Luftströmung, 27
Luftströmungsstörung, 133
Luv, 40
M
Magnetisierungsstrom, 123
Maschinen
- bürstenlos, 123
- konzentrierend, 42
Maschinendaten, 188
Maschinengondelmasse
- pro kNm, 110
- pro kW, 109
- pro m2, 109
Maschinenhaus, 1
maschinenseitiger Pulswechselrichter, 339
Masse
- von Asynchronmaschinen, 189
- von Synchronmaschinen, 190
Massenträgheitsmoment, 89
Masserelation, 188
Materialkosten, 185
Maximalmoment
- einer Vollpolmaschine, 149
Maximalschallpegel, 424
MCT, siehe Metall-Oxid-Semiconductor-Controlled-
Thyristor mech. Regelungsvorgänge, 329
Mesoskala-Modelle, 405
Metall-Oxid-Semiconductor Feldeffekttransistor, 204
Metall-Oxid-Semiconductor-Controlled-Thyristor, 204
Momente
- am Rotorblatt, 61, 353
- dämpfend, 103
- durch Auftriebskräfte, 65
- durch Luftdämpfung, 69
- durch Luftmassenbeschleunigung, 69
- durch Pendelbewegung, 66, 67
- infolge Durchbiegung der Blätter, 66
- innere, 131
- torsionselastisch, 103
- zur Rotorblattverstellung, 72
Momentenstöße
- am Triebstrang, 115
Montage, 106
MOSFET, 204
motorischer Hochlauf, 145
- von Synchrongeneratoren, 146
N
Nabe
- Pendel-, 45
- Schlaggelenk-, 45
- starre, 45
Nabenanordnung, 44
Nabennähe, 48
Nachbildung von Generatoren, 152
Nachführbeschleunigung, 52
Nachführeinrichtungen, 58
Nachführmomente, 57
Nachführsystem, 52
Naturschutz, 426
Nebenkosten, 415
Nennmoment, 130
Nennschlupf, 133, 134, 166, 169
Netzanbindung, 197
Netzanschluss, 152, 198, 409
- einer Windkraftanlage, 229
- von Windkraftanlagen, 198
Netzanschlussregeln, 296
Netzaufschaltung, 146
Netzbetrieb, 320, 325
Netzeinwirkungen, 237, 329
Netzfrequenzschwankungen, 151
Netzführung, 208
Netzkoppeldauer, 96
Netzkopplung, 169, 199, 326
- drehzahlstarr, 344
- starr, 118
- statorseitig, 339
Netzkurzschluss, 150
Netzkurzschlussleistung, 228
Netzregelung, 288, 290
Netzregelungseinheit, 290, 295
Netzrückwirkung, 198
Netzschutz, 227
netzseitiger Pulswechselrichter, 339
Netzspannungssollwert, 332
Netzspannungsverlauf, 296
netzspezifische Filterauslegung, 281
Netzstörfälle, 150
Netzstörung, 144
Netzstützung, 290, 341
Netztrennung, 228
Netzüberwachung, 388
Netzzustandsgrößen, 321
Neuronale Netze, 372
Normalverstellvorgänge, 90
Normalwindjahr, 396
Normierung, 358
Notabschaltung, 384
Nutzung von Ausgleichseffekten, 285
O
Oberflächenstruktur, 407
Oberschwingung, 262
Oberschwingungsgehalt, 118
Oberschwingungsspannung, 285
Oberschwingungsverhalten, 346
Oberwellendrehfeld, 130
Ökobilanz, 434
Offshore, 409
Offshore-Windenergienutzung, 409
Offshoreanlage, 409
OptiSlip®, 347
Ordnungszahl, 130
Orographie, 395, 401, 407
Ortskurven, 162, 166
- Asynchronmaschine, 126
- Synchronmaschine, 126
- Ui-, 162
P
Parallelbetrieb von Umrichtern, 222
parasitäre Drehmomente, 136
permanenterregte Synchronmaschine
- mit axialem Luftspaltfeld, 183
- mit radialem Luftspaltfeld, 178
Phasenschieber, 128
Pitchregelung, 22
Planung, 429
Polradspannung, 124
Potenziale, 405
Potenzialstudien, 409
Privilegierung, 429
Profilanströmung, 48
Profilstellung, 48
Prognoseerstellung, 247
Prognosemodell, 246
Propellermoment, 64, 356
pulsumrichterbedingte Lagerströme, 173
Pulswechselrichter, 219
Pulszahl, 206
R
Randbedingung
- für Generatoreinsatz, 115
Randwirbel, 32
Randwirbelverlust, 32
Rastmomente, 117
Rauigkeit, 401
- der Umgebung, 393
Rayleigh-Verteilungsfunktion, 395
Rayleighverteilung, 395
rechtliche Aspekte, 423
Recycling, 436
Regeldynamik, 323
Regeleigenschaften, 317
Regelkreis zur Blattverstellung, 364
Regelkreise, 363
Regelung, 317
- doppeltgespeister Asynchrongeneratoren, 340
- drehzahlstarrer Windkraftanlage, 352
- drehzahlvariabel betriebener Anlagen, 335
- drehzahlvariabler Windkraftanlage, 337
- im Inselbetrieb, 330, 331
- kleiner Windkraftanlage, 336
- schlupfvariabler Asynchrongeneratoren, 336
Regelungsbereich, 326
Regelungskonzeption, 320, 330
Regelungsprinzipien, 323
Regelungsvorgänge
- mechanisch, 329
Reglerauslegung, 351
Reglerparameter, 355
Reibmoment
- an der Blattlagerung, 67
- lastabhängig, 67
- lastunabhängig, 67
Relativbewegung
- rotierender Blätter, 53
Repowering, 411
Resonanzerscheinung, 272
Richtlinien
- FGW, 299
- VDEW, 297
Richtungsnachführung
- durch Winddruck, 63
Richtwerte für Windturbinensysteme, 107
rotierender Zeiger, 339
Rotorblatt
- Belastung, 43
- Transport, 51
- Verwindung, 49
- vorgebogen, 51
Rotorblattanzahl, 45, 47
Rotorblattbeschleunigung, 52
Rotorblattfertigung, 50
Rotorblattform
- optimal, 48
- Rechteckform, 48
- Trapezform, 48
Rotorblattgeometrie, 45
- optimale, 47
Rotorblattmomente, 52
Rotorblattsegment, 31
Rotorblattverstelleinrichtung, 74
Rotorblattverstellsystem
- Auslegung, 87
Rotorblattverstellung, 61, 73, 75
Rotorleistungsbeiwert, 52, 53
Rotorspannung
- feldorientiert, 339
Rückstell-Torsionsmoment, 358
Rückstellmoment, 65
S
Sättigungszustand, 160
Sanftanlauf, 152
Sattelmoment, 130
Saugkreisfilter, 281
Schallausbreitung, 424
Schallgrenzwert, 424
Schallimmission, 425
Schattenwurf, 425, 426
Schattenwurfzeiten, 425
Schenkelpolläufer, 121
Schenkelpolmaschine, 150
Scherbius-Prinzip, 342
Schleifring, 123
Schleifringläufer, 120, 167
Schlupf, 118
Schlupferhöhung, 133
Schlupfregelung, 345
- dynamisch, 135
schlupfvariable Asynchrongeneratoren, 172
Schnelllaufzahl, 34, 43, 141
Schnellverstellvorgänge, 91
Schräganströmung, 52
Schraubverbindungen, 106
Schubkraft, 28
- axiale, 30
Schutzeinrichtung, 198
Schutzmaßnahme, 226
Schwachwindgenerator, 169
Schwingungstilger, 138
Schwingunsüberwachung, 387
Selbsteinstellende Regelung, 369
selbstgeführte Systeme, 210
Sicherheitssysteme, 74, 387
sicherheitstechnische Überwachung, 319
Sicherung, 228
Sichtbarkeit, 427
Sichtbarkeitskarte, 427
Simpson-Regel, 33
Simulationsergebnisse, 154, 155, 157
Skalierungsfaktor, 395
Sollwertkorrektur, 334
Spannung, 118, 321
- induziert, 124
Spannungsänderung, 160, 251, 254, 255, 258, 260, 290
Spannungsanhebung, 254
Spannungsbildung, 321
Spannungsebenen, 251
Spannungsführung, 206
Spannungsregelkreis, 335
Spannungsregelung, 332, 333
Spannungsregelvorgänge, 123
Spannungsschwankung, 251
Spannungsspektren
- von Windturbinen, 268
Spannungsunsymmetrien, 251
Spannungsverhalten
- bei Netzeinspeisung, 251
Spannungsverlauf, 292
Speicheranlage, 117
spezifischer Jahresenergieertrag, 401
Stallbetrieb, 23, 93
Standortanalyse, 407
Standortgutachten, 394
Standortkategorie, 399, 402
stationäre Stabilität, 141
Statorspannung, 123
Statorstrom, 123
- beim Kurzschluss einer Synchronmaschine, 175
- Generatorbetrieb, 125
- Motorbetrieb, 125
Stellantrieb
- Leistung, 91
- Trägheitsmoment, 88
Stellmotor, 61
Stellsystem, 61
Steuerblindleistung, 210
Steuerwinkel, 208
Stillsetzen, 383
Stillstand, 377
Störabschaltung, 384
Störfälle, 385
Störgröße, 26
Störungsmeldung, 319
Stoßfaktor, 229
Streureaktanz
- Läufer, 123
- Statorwicklung, 123
Streuziffer, 131
Strömungsabriss, 52
Strömungsstörung, 40
Strömungsverhältnis am Rotorblatt
- abgerissene Luftströmung, 95
- anliegende Luftströmung, 95
Stromeinspeisungsgesetz, 416
Stromgestehungskosten, 417, 419
Stromortskurve
- Asynchronmaschine, 126
- Synchronmaschine, 126
Stromrichter, 200, 205
Stromrichterkopplung, 117
Struktur
- mechanischer Triebstrang, 104
- mechanischer Triebstrang (vereinfacht), 106
- vereinfacht, 75
- zur Rotorblattverstellung, 71, 72
Stützung elektrischer Drehstromnetze, 118
subtransiente Längsreaktanz
- von Synchronmaschinen, 196
Summenertrag, 402
S ummenhäufigkeit
- der Windgeschwindigkeit, 396
Summenkurve, 397
Symmetrisches Optimum, 367
synchrone Oberwellen-Drehfeldmomente, 136
Synchrongenerator, 117
- für getriebelose Anlagen, 176
- fürgetriebelose Anlagen, 174
- motorischer Hochlauf, 145, 146
- Vollpolmaschine, 149
Synchronisationseinrichtungen, 151, 152
System
- getriebelos, 120
- netzgeführt, 118
Systemanforderungen, 318
Systemdaten, 106
systemorientierte Reglerauslegung, 371
T
Taktfrequenz, 206
Taylor-Entwicklung, 360
technisch-wirtschaftliche Potenziale, 408
Teillastbetrieb, 378, 380
Teilumrichter, 302
Theodorsen-Funktion, 70
Thermik-Turm-Anlage, 42
Thyristor, 203
Thyristor-Wechselrichter, 217
Toleranzbandregelung, 220
Topographie, 395
Torsionsmomente
- an Rotorblättern, 355
- infolge Auftriebskräften, 356
Torsionssteiügkeit, 104
Total Harmonie Distortion, 265
totale harmonische Verzerrung, 266
Trägheit beschl. Luftmassen, 70
transiente
- Drehmomente, 144
- Längsreaktanz von Synchronmaschinen, 196
- Ströme, 144
Transistor, 204
Triebstrang
- getriebelos, 100
- konventionell, 100
- mechanisch, 100
- mit drehzahlvariablen Getriebesystemen, 138
- Momentenstöße, 115
Triebstrangbelastung, 133, 137
Triebstrangdaten, 106
Triebstrangverlust, 39
Triebstrangverzweigungen, 170
Trittgrenze, 209
Turbinenanordnung, 44
Turbinendaten, 106
Turbinenleistung, 321
Turbinenleistungsschwankung, 133
Turbinennachführung, 52
Turbinenverhalten
- Nachbildung, 37
Turbinenwirkungsgrad, 42
Turbogenerator, 121
Turbulenzintensität, 393, 399
Turmeinflüsse, 39
Turmmasse, 108
-pro kW, 111, 112
- pro m, 112
- pro m2, 111
Turmschatteneffekt, 40
Turmstaueffekt, 40
Turmvorstaueffekt, 44
U
U-Umrichter, 202
Überdrehzahl, 385
Überlastschutz, 143
Überspannung, 236
Überspannungsschutz, 339
Übertemperatur, 386
Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), 299
Überwachungsrechner, 388
Überwachungssysteme, 387
Ui-Ortskurve, 162
Umfangsgeschwindigkeit, 43
- der Turbine, 48
Umrichter
- selbstgeführt, 118
umrichterbedingte zirkulierende Ströme, 173
Umrichterkonzept
- mit Hochsetzsteller, 224
- mit sinusförmiger Spannung, 223
- mit trapezförmiger Spannung, 224
Umrichterkonzeption, 210
Umrichtersystem, 199, 212
Umströmung
- Blattspitzen, 31
- Blattwurzel, 31
Umwandlungsstufe, 22
Umweltverträglichkeitsprüfung, 423
unerregte Auf Schaltung, 147
ungeführte Einspeisung, 318
ungesteuerte Diodengleichrichterbrücke, 215
unkoordinierte Speisung, 317
Unterhaltungskosten, 414
V
Verband der Netzbetreiber (VDN), 299
Verbesserung der Regeleigenschaften, 367
Verbrauchswerte, 317
Verbundbetrieb, 320
Verbundnetz, 292
Verfügbarkeitsfragen, 117
Vergleichmäßigung
- der Leistung, 241
Vergütung, 417
Verknüpfungspunkt, 255
Verlustnachbildung, 41
Versorgungssicherheit, 117
VerStellantrieb, 74, 83, 91
- Auslegung, 91
Versteileinrichtung, 61
Verstellvorgänge
- an Rotorblättern, 355
Verträglichkeitspegel, 264
Verzögerungszeit, 123
Viergeneratoranordnung, 171
Visualisierung eines Windparks, 428
Vogelschlag, 435
Volllastbetrieb, 381, 382
Vollpol-Synchronmaschine, 121
Vollumrichter, 302
Vortex-Turbine, 43
W
Wartestellung, 378
Wartung und Instandhaltung, 414
Wartungsaufwand, 123
WAsP, siehe Wind Atlas Analysis Application
Programme Wechselrichterbetrieb, 209
Weibull-Häufigkeitsverteilung
- der Windgeschwindigkeiten, 395
Weibullparameter, 399
WeibullVerteilung, 395, 397, 402
Wellenspannungen, 173
- bei Umrichterbetrieb, 172
Widerstand
- Statorwicklung, 123
Widerstandsbeiwert, 32
Widerstandsmoment
- am Asynchrongenerator, 158
- Generator, 125
Wind Atlas Analysis Application Programme, 405
Wind-Atlas-Methode, 402, 406
Wind-Index, 397
Windenergieangebot, 398, 399
Windenergienutzung
- Land, 407
- Offshore, 409
Windfarm-Leistungserfassung, 247
Windgeschwindigkeit, 38, 43
- höhenabhängig, 39
- resultierend, 65
- verzögert, 48
Windgeschwindigkeitsmessung, 396
Windklasse, 396
Windkraftanlage, 1
- drehzahlfest, 328
- drehzahlvariabel, 330
- mit Blattverstellung, 328, 330
- netzgeführt, 142
- ohne Blattverstellung, 326, 327
- Überwachung, 389
Windleistungserfassung, 247
Windleistungsoptimum, 143
Windleistungsprognose, 244
Windmesseinrichtungen, 387
Windmesssysteme, 396
Windpark, 274
Windparküberwachung, 390
Windprofil, 39
Windrad
- auftriebnutzend, 42
- Systematik, 42
Windradleistung, 27
Windradleistungswert (maximal), 27
Windrichtungsfahne, 63
Windrichtungsnachführung, 52
Windrichtungsverteilung, 399
Windrive-Systeme, 302
Windturbinenmoment, 140
Windverhältnis, 393
Wirbelfeld
- turbulent, 32
Wirkleistung, 321
Wirkleistungsbetrieb, 221
Wirkleistungsfluss, 293
Wirkleistungsregelung, 118
Wirkleistungsstatik, 332-334
Wirkungsbereich, 318
Wirkungsgrad
- von Asynchronmaschinen, 193
- von Synchronmaschinen, 195
Wirkungskette, 22
wirtschaftlicher Betrieb, 393
Wirtschaftlichkeit, 418
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, 413
Wirtschaftlichkeitseinschätzung, 399
Wirtschaftlichkeitspotenzial, 405
Z
Zeigerdiagramm
- Asynchronmaschine, 127
- Synchronmaschine, 127
Zentripetalbeschleunigung
- durch Nachführung, 54
- durch Rotation der Blätter, 56
Zuleitung, 214
Zuschaltbedingung, 198
Zuschaltung
- phasengleich, 148
- Phasenopposition, 148
- unerregt, 148
Zustandsbeobachter, 372
Zustandserfassung, 386
Zustandsgröße, 25, 26
Zweiachsen-Feldkoordinatensystem, 339
Zweiblattrotor, 46
Zwischenharmonische, 262
Zwischenkreisumrichter, 202, 211
