Trägheit von Windturbinen – Unterstützung des Netzes mit Wirkleistung

Original by Skeletontech: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/wind-turbine-inertia-supporting-the-grid-with-active-power (19.05.2020)

„Wind- und Solarenergie werden bald auf allen großen Märkten der Welt billiger sein als Kohle“, berichtet The Guardian, basierend auf der Analyse der Carbon Tracker Initiative, und wir sehen ähnliche Schlagzeilen wöchentlich, wenn nicht sogar täglich.

Das Zeitalter der erneuerbaren Energien ist wirklich da und wir werden alle dafür sein. Die Probleme, die der Aufstieg der erneuerbaren Energien mit sich bringt, werden jedoch auch gravierender, wenn der Marktanteil der Wind- und Sonnenenergieproduktion die fossilen Brennstoffe überholt.

Eines davon ist die fehlende Trägheit und heute diskutieren wir speziell die Frage der fehlenden Trägheit, wenn es um Windturbinen geht.

Fehlende rotierende Massen

Traditionelle, von Generatoren dominierte Energiesysteme, die hauptsächlich Kohle, Wasser und Kernenergie nutzen, weisen eine hohe Trägheit auf und sind in der Lage, schnell und problemlos auf Frequenzänderungen zu reagieren. Wenn wir zu wechselrichterdominierten Energiesystemen mit Energiespeicherung, PV- und Windsystemen übergehen, wird die geringe Trägheit, das Fehlen rotierender Massen, zu einem Problem:

• das Netz ist schwächer und instabiler
• die Netzqualität ist niedrig und es gibt hohe Frequenzabweichungen
• es besteht ein höheres Risiko von Lastabwürfen oder Netzausfällen

Es gibt mehrere Lösungen, um das Problem zu beheben:

1. Windturbinengeneratoren laufen eingeschränkt, um zusätzliche Leistung zu liefern, aber leider bedeutet dies weniger Geld für den Betreiber der Windturbine.
2. Windturbinengeneratoren nutzen die Trägheit der Rotoren, um zusätzliche Leistung zu liefern, erreichen aber in diesem Fall nur 6-8% der Nennleistung des Windturbinengenerators.
3. Die Verwendung von Ultrakondensatoren zur Bereitstellung zusätzlicher Leistung, um die virtuelle Trägheit zu emulieren.

Unser Ultracapacitor-Energiespeicher kann zusätzliche Leistung zur Emulation virtueller Trägheit bereitstellen und damit mögliche Frequenzprobleme aus dem Netz nehmen. Einer der Hauptvorteile von Ultrakondensatoren ist ihre Fähigkeit, praktisch sofort auf die Nachfrage zu reagieren, was bedeutet, dass Ultrakondensatoren ideal geeignet sind, um die Netzfrequenz in Anwendungen mit virtueller Trägheit zu stabilisieren. Und wie immer bieten Ultrakondensatoren eine Reihe weiterer Vorteile:

• Hohe Leistungsdichte & geringer Widerstand
• Über 1 Million Zyklen & längere Lebensdauer im Kalender: 15 bis 20 Jahre
• Betriebstemperaturbereich -40°C bis +65°C
• Erheblich leichter als Batterien für Hochleistungsanwendungen
• Systeme können für sichere Wartungsarbeiten leicht vollständig entladen werden
• Einfachere Überwachung und Systemzustandsprüfungen für Systeme und Module
• Ultrakondensatoren sind undicht und enthalten weder Säure noch Blei

Mehr übersetzte Artikel: Skeletontech