Magazin Forschung 2019

48 | ENERGIE UND MOBILITÄT
Kleinstwindenergieanlagen – Untersuchung der
elektrischen Komponenten hinsichtlich einer
optimalen Zusammenstellung zur Netzeinspeisung
Die Stromerzeugung aus Windenergie hat sich aus anfänglich kleinen Anlagen hin zu Multimegawattanlagen
entwickelt. Nun haben die OTH Regensburg und die OTH Amberg-Weiden im Rahmen
des Kooperationsprojektes „Kleinstwindenergieanlagen“ Windenergieanlagen mit Leistungen
bis 5 kW erforscht. Die Ziele dieses Projektes liegen darin, die Komponenten zu untersuchen und
deren Konfiguration hinsichtlich Stromertrag und Kosten zu verbessern. Dabei ist die optimale
Zusammenstellung der Komponenten in der elektrischen Energiewandlungskette Kernthema der
OTH Regensburg und soll die Energie- und Kosteneffizienz der Anlagen steigern.
Was ist eine
Kleinstwindenergieanlage?
Unter einer Kleinstwindenergieanlage (KWEA) wird im
Prinzip eine moderne Windenergieanlage, die zur Erzeugung
von elektrischer Energie verwendet wird, verstanden.
Dabei sind die Hauptkomponenten: der Rotor, der
Triebstrang mit mechanischen Übertragungselementen
und der Generator sowie Leitungen für die Einspeisung.
Hinzu kommt bei Anlagen mit horizontaler Rotordrehachse
das Windrichtungsnachführsystem. Die Verwendung
eines Umrichtersystems mit Schalt- und Schutzeinrichtungen
ist nicht immer erforderlich, wird aber aus
Gründen der Effizienz häufig eingesetzt. Das Anwendungsfeld
im kleinen Leistungsbereich solcher KWEA
(max. 5 kW) reicht vom batteriegestützten Inselsystem
bis zur Einspeisung in ein öffentliches Energieverteilnetz.
Kurzvorstellung
des Forschungsprojektes
Die Aufgabe des Projektes „Kleinstwindenergieanlagen“
ist, die Komponenten von KWEAs zu untersuchen und
deren Konfiguration hinsichtlich des Stromertrags und
ihrer Kosten zu verbessern. Dadurch wird die standortgebundene
Windenergie besser ausgenutzt und Anlagen,
die in Gebieten mit nicht optimalen Windverhältnissen
stehen, erzielen eine höhere Wirtschaftlichkeit. Durch die
Zusammenarbeit der OTH Regensburg mit der OTH
Amberg-Weiden sollen diese Ziele verwirklicht werden.
Neben der theoretischen Forschung besteht die Möglichkeit
an der OTH Amberg-Weiden KWEAs unter realen
Bedingungen auf einem eigens dafür entwickelten Prüfstand
zu testen. Mit Hilfe dieses Prüfstandes (Abb. 1)
wurden bereits KWEAs, wie die in Abb. 1 b dargestellte
KWEA eines englischen Herstellers, im Rahmen von Abschlussarbeiten
erfolgreich vermessen.
Abbildung 1: a) Aufbau und Funktion des Prüfstandes, die blaue Linien entsprechen dem erzeugten Windverlauf; b) Foto des Prüfstands mit einer
Kleinstwindenergieanlage.