umwandlungs

Einbindung von Solar- und Windkraft-Anlagen in dezentrale Energieversorgungssysteme
Die Gleichungen zur integralen Bilanzierung der Windkraftanlage lauten somit:
Energiebilanz: P elekt = Pwind
− Pwind
, 2 − Q&
verl,
mech − Q&
verl,
elekt
Exergiebilanz:
& = & & T −T
∫ T
& T −T
∫ T
& Δ &
U
U
E xelekt
Pelekt
= Exwind
− Exwind
, 2 − dQverl,
mech − dQverl,
elekt − Exverl,
irrev
Für weitere Berechnungen werden nur die
energetischen Erträge der Windkraftanlage
benötigt. Die Simulation wurde mit den
Charakteristika der Windkraftanlage vom
Fabrikat „ENERCON-E30“ verwendet, die
Bestandteil der Zusatzbibliothek von TRNSYS
ist. Sie hat eine Nennleistung von 230 kW. Es
werden – je nach Simulationsvariante – bis zu
zwei Anlagen eingesetzt. Die Inputdaten für das
im Programmpaket TRNSYS verwendete Type
190 sind der Tabelle 3-2 zu entnehmen. 97
– 48 –
Gleichung 3-11
Gleichung 3-12
Tabelle 3-2: Grundeinstellungen im Programm TRNSYS für das Type der Windkraftanlage (Nr. 190) sowie
deren Beschreibung und die Weitergabe des berechneten Datenoutputs.
Type
Eingabefenster
Wert
Parameter
Abbildung 3-8: Leistungscharakteristik der Windkraftanlage
„Enercon-E30“.
Einheit Bemerkungen
Parameter
MODE 1 dimensionless Konstant – Status des Betriebs (1 = on)
Site_Elv 0 m Konstant – Site elevation
Site_Ht 78 m Konstant – Data collection height
SiteRoHt 36 m Konstant – Hub height of WECS, as installed on site – Parameter “Enercon-E30”
Lost 0.0 any Konstant – Miscellaneous losses
Num 4 dimensionless Variabel – Number of exactly similar turbines (1 … 4)
LU
Input
190 - Konstant – Logical unit for external file containing WECS parameters
Vel_T 10 m/s Externe Inputdaten – Wind velocity
TDB_T 15 C Externe Inputdaten – Ambient temperature
alpha_T 0.14 - Konstant – Site wind shear exponent: -0.06 = inverted profile, 0.00 = neutral
profile, 0.06 = open water, 0.10 = short grasses, 0.14 = 1/7-profile-common,
0.18 = low vegetation, 0.22 = forests, 0.26 = obstructed flows, 0.30 = rare
BP_T
Output
101325 Pa Konstant – Barometric pressure
PWTNET 0 W Übergabe (Verbraucher, Stromnetz, Batterie) – Power output
HOURS 0 hr Keine Übergabe – Hours of continous wind turrbine operation
CP 0 dimensionless Keine Übergabe – Power coefficient
97 ULLEBERG, Ø: „STAND-ALONE POWER SYSTEMS FOR THE FUTURE: OPTIMAL DESIGN, OPERATION &
CONTROL OF SOLAR-HYDROGEN ENERGY SYSTEMS“, Ph. D. Dissertation Department of Thermal Energy and
Hydropower Norwegian University of Science and Technology Trondheim, Dezember 1998
Leistung der
Windkraftanlage [kW]
250
200
150
100
50
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Windgeschwindigkeit [m/s]