Wie sich erneuerbare Energien in das bestehende Netz integrieren lassen

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Wirkungsgrad, entscheidend bei Inverter-Designs

Ein ganz wesentlicher Aspekt bei der Entwicklung eines Inverter-Designs ist der Wirkungsgrad, denn schließlich soll die im PV-Panel aus dem Sonnenlicht gewonnene Energie möglichst verlustfrei ins Stromnetz eingespeist werden, um so die Wärmeverluste gering zu halten und die eingespeiste Energiemenge zu maximieren.

Da der Wirkungsgrad des PV-Inverters mit der aktuell zu wandelnden Momentanleistung schwankt, gilt es, mit schaltungstechnischen Maßnahmen dafür zu sorgen, dass der Inverter möglichst immer an dem Punkt arbeitet, an dem er den höchsten Wirkungsgrad aufweist. Dies geschieht mit Hilfe der MPPT-Technologie, wobei MPPT für Maximum Power Point Tracking steht.

Auf Grund der relativ hohen Leistungen, mit denen die großen PV-Inverter arbeiten, benötigen sie in den meisten Fällen eine aktive Kühlung, so dass der vom Kühlventilator erzeugte Geräuschpegel bei der Wahl des Ortes, an dem der PV-Inverter installiert ist, durchaus eine Rolle spielt.

Steuerung und Regelung von Windkraftanlagen

Wenn eine Windkraftanlage mit einem Inverter ausgerüstet ist, dann kann sie bei verschiedenen Windstärken Energie ins Netz einspeisen, weil Spannung und Frequenz der Einspeisespannung von der Drehzahl unabhängig ist.

Zur Regelung der Drehzahl und zur Anpassung an die Windverhältnisse sind vor allem große Windkraftanlagen mit einer Verstellung des Flügel-Anstellwinkels (Pitch) ausgestattet, die eine Pitch-Control genannte Schaltung steuert.

Die Drehung des kompletten Generatorturms einer Windkraftanlage wiederum übernimmt eine Yaw-Control genannte Elektronik. Damit lässt sich der Generatorturm in den Wind hinein beziehungsweise aus dem Wind heraus drehen.

Speicherprogrammierbare Steuerung

Zur Steuerung und Regelung der Gesamtfunktionalität einer Windkraftanlage kommt heute in den meisten Fällen eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) zum Einsatz. In einer SPS legt ein Anwenderprogramm fest, in welcher Abhängigkeit von bestimmten Eingangsgrößen die Ausgänge geschaltet werden sollen. Durch Ändern der Software lässt sich auch das Schaltverhalten verändern.

Zustandsüberwachung

Ein System zur Zustandsüberwachung (Condition Monitoring System) überwacht permanent bestimmte physikalische Größen eines Systems, um so rechtzeitig die Anzeichen eines bevorstehenden (Teil-)Ausfalls zu erkennen und durch gezielte Wartung den Ausfall zu verhindern.

Mit der Zustandsüberwachung ist es möglich, die Wartungskosten zu senken, weil bestimmte (Verschleiß)Teile nicht präventiv nach bestimmten Wartungsvorschriften ausgetauscht werden müssen sondern erst, wenn sie vor dem Ende ihrer nutzbaren Lebensdauer stehen.

In Windkraftanlagen bietet sich beispielsweise die Überwachung von Temperaturen, Schwingungen, Torsionen etc. an. Bei Bedarf kann die Zustandsüberwachung auch eine Notabschaltung (ergo: ein aus dem Wind drehen) einer Windkraftanlage veranlassen.

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