Kleinwindkraftanlage

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Da erneuerbare Energiequellen ein Schwerpunkt unserer Ausbildung in der Elektrotechnikabteilung sind, befasst sich die vorliegende Diplomarbeit der Abschlussklasse des Jahrgangs 2014/15 mit der Instandsetzung einer Kleinwindkraftanlage (KWKA). Im Grunde genommen soll der Wirkungsgrad der Windkraftanlage verbessert und die dadurch gewonnene elektrische Energie in das Schulnetz gespeist werden.



Kleinwindkraftanlage

Kleinwindkraftanlage

Kleinwindkraftanlage

Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellung bestand darin, die in der Schule bereits vorhandene Windkraftanalage in einen betriebsfähigen Zustand zu bringen und zu optimieren. Zusätzlich wurde im Labor ein Messplatz aufgebaut, welcher einen Axiallüfter beinhaltet. Der Axiallüfter wurde dazu verwendet, einen regelbaren „Wind“ zu erzeugen. Um den Schülern das Durchführen entsprechender Laborübungen an der Kleinwindkraftanlage zu ermöglichen, wurde außerdem ein Messplatz in der Werkstätte errichtet.

Durchführung

Zum Testen der einzelnen Komponenten und ihrer Funktionalität wurden eine Drehzahlmessung und eine Leistungsmessung an der Kleinwindkraftanlage durchgeführt. Zusätzlich sollte die Leistungsmessung mithilfe des Programms „Soladin 600 Wizard“ auf einem Rechner automatisiert werden. Bevor die Kleinwindkraftanlage aufgestellt wurde, musste eine Genehmigung von der zuständigen Behörde eingeholt werden. Für die Kleinwindkraftanlage wurde ein neues Fundament mit einem Kippmast errichtet, welches einen besseren Halt, eine gute Stabilität und mehr Sicherheit gewährleistet. Zusätzlich ist es durch die eingebaute Kippvorrichtung möglich, die KWKA ohne großen Aufwand immer wieder auf- und abzubauen. Die gewünschte Genehmigung für einen Dauerbetrieb konnte nicht erhalten werden. Als Zwischenlösung wurde vereinbart die KWKA nur im temporären Betrieb einzusetzen.

Fehlersuche

Anfangs wurde die gewünschte Leistung vom Wechselrichter nicht ins Netz gespeist, daher musste eine Fehlermessung durchgeführt werden. Die Fehlersuche wurde im Labor mithilfe eines Axiallüfters durchgeführt. Die Fehlersuche ergab, dass das Bremsmodul (der Bremsgleichrichter) defekt war.

Die KWKA Black 600

Die für diese Diplomarbeit verwendete KWKA ist die Black 600. Die Black 600 hat einen Durchmesser von 1,6m. Der Vorteil bei diesem Rotor ist, dass der Generator direkt angetrieben wird, d.h. kein Getriebe vorhanden ist. Daher wird die mechanische Belastung reduziert und die Lebensdauer der Kleinwindkraftanlage erhöht. Weitere Vorteile des Direktantriebs sind, dass die Verschleißteile verschont und der Wartungsaufwand verringert werden. Da die Black 600 eine permanente Erregung hat, ist eine Ausführung im Inselbetrieb möglich. Der permanenterregte Synchrongenerator hat den Vorteil, dass keine Erregerwicklung nötig ist, stattdessen gewährleisten Neodymmagnete eine permanente Erregung.

Am Ende der Diplomarbeit wurde die KWKA wieder eingebaut, der Mast aufgestellt und die Anlage in Betrieb genommen.

Sibonjic, Aigner