Windkraft
Einführung
Um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren und das Ziel der CO2-Neutralität zu erreichen, ist es wichtig, dass die Windkraftanlagen über ihre gesamte Lebensdauer, die etwa 25 Jahre beträgt, optimal funktionieren. Darüber hinaus sollten die Wartungskosten auf ein Minimum beschränkt werden. Aufgrund verschiedener Gesetze und Vorschriften wie dem Erneuerbare-Energien-Gesetz und aufgrund der Erhöhung der Nennleistung einer einzelnen Windkraftanlage auf über 8 MW steigt die Leistung der Windkraftanlagen ständig.
Bei Offshore-Windkraftanlagen beträgt die volle Kapazität etwa 4000 Stunden, bei Onshore-Anlagen etwa die Hälfte des genannten Wertes. Windkraft oder Windenergie ist eine der Hauptkomponenten der erneuerbaren Energien, zu der auch Wasser, Photovoltaik, Biomasse und Solarenergie gehören.
Arbeitsprinzip
Eine Windkraftanlage mit horizontaler Welle besteht aus einem windgetriebenen Rotor, der mit einem Generator verbunden ist, um mithilfe von Windkraft Strom zu erzeugen. Die kinetische Energie des Windes wird in mechanische Energie des rotierenden Rotors umgewandelt. Um die maximale Leistung aus dem Wind herauszuholen, die theoretisch 60 % der im Wind enthaltenen Leistung ausmacht, drosselt die Windkraftanlage die Windgeschwindigkeit nach der Windkraftanlage auf etwa 1/3 der Windgeschwindigkeit vor der Windkraftanlage. In Wirklichkeit ist dieser Wert jedoch geringer. Die Windkraft ist proportional zur Windgeschwindigkeit hoch 3. Aufgrund der Form der Rotorblätter gibt es an jedem Rotorblatt einen Auftrieb, der den Rotor dreht, ähnlich der Kraft, die auf die Flügel eines Flugzeugs wirkt. Ein 3-Blatt-Rotordesign bietet die perfekte Balance zwischen genügend Blättern, um einen optimalen Luftstrom und minimalen Luftwiderstand zu leiten.
Umwandlung mechanischer Energie:
Die mechanische Rotationsenergie treibt einen wellengekoppelten Generator an. Durch den Einsatz von Konvertern wird der Strom in eine netzkompatible Form umgewandelt. Es gibt verschiedene Arten von Windkraftanlagen, beispielsweise einen direkt wellengetriebenen Generator oder eine Windkraftanlage mit einem Getriebe zwischen Rotor und Generator.
Negative Effekte
Aufgrund des schnellen Schaltens der elektrischen Elemente im Inneren des Frequenzumrichters kommt es zu vielen abgestrahlten und leitungsgebundenen Störungen, die Schäden an der Windkraftanlage selbst sowie an der Ausrüstung und Umgebung der Windkraftanlage verursachen können. Zu diesen Schäden zählen unter anderem Motorlagerschäden, erhöhter Verschleiß anderer Komponenten, Störungen an Sensoren und anderen zugehörigen Geräten, die alle zu zusätzlichem Wartungsaufwand und längeren Ausfallzeiten führen, was letztendlich direkt oder indirekt zu zusätzlichen Kosten führt.
Die Lösung
Die nanokristallinen Blueferrite-Kerne stellen eine hohe Impedanz für parasitäre Hochfrequenz-Gleichtakt- oder Erdströme dar. Sie sind einfach zu installieren und werden in der Anwendung zwischen Umrichter und Generator montiert. Die nanokristallinen Kerne reduzieren unerwünschte elektromagnetische Emissionen, sowohl abgestrahlt als auch geleitet, und reduzieren gleichzeitig Gleichtaktströme auf ein sicheres Minimum.