Zitat von
fredlich
Ein Wechselrichter macht aus Gleichstrom Wechselstrom. Um diesen Wechselstrom ins Netz einspeisen (ohne puff und knall) zu können, muss er sich halt mit der Netzfrequenz/Spannung synchronisieren, mehr nicht.
Mal von einem bildungsunwilliger naturwissenschaftlicher Analphabet für Sie.
Ein Beispiel:
Einfachhalber mit Gleichstrom betrachtet mit Phasenumkehr bei Wechselstrom würde es den Rahmen sprengen.
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Lediglich die Stromrichtung ändert sich und somit der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Netzes kehrt sein Vorzeichen um. Eine ideale Spannungsquelle in der Realität gibt es nicht So hat unser öffentliches Netz nicht immer exakt eine Spannung von 230V sondern diese Spannung schwankt. Der Stromfluss vom „Kraftwerk“ zum Verbraucher geht nämlich mit den verschiedensten Verlusten einher. Verlust bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein Teil der Spannung auf dem Weg vom Kraftwerk zum Verbraucher auf der Strecke bleibt. Elektrotechniker sprechen hier von einem Spannungsabfall.
Da es in einem realen Stromnetz nicht nur einen ohmschen Widerstandsanteil, sondern auch einen kapazitiven und einen induktiven Widerstandsanteil gibt bezeichnet man diesen Widerstand auch als Impedanz.
Das Netz hat eine Impedanz von ca. 300mOhm, die Netzspannung vor der Einspeisung betrage 230V.
Wenn man in dieses Netz nun z.B. einen Strom von 10A einspeisen möchte, muss der Wechselrichter eine Spannung 10A*0,3Ohm + 230V= 233V erzeugen und bei 100A sind es schon 260V.
Diese 260V hat man dann aber nicht nur direkt an der Einspeisestelle sondern im ganzen Haus (zumindest in der näheren Umgebung des Einspeisepunktes). Auch der Nachbar wird noch eine erhöhte Spannung an seinen Steckdosen messen können. Je weiter man sich vom Einspeisepunkt entfernt, je niedriger wird die Spannung wieder, da auf den Kabeln ein Spannungsabfall stattfindet.
Bitte bedenken: Dass es sich in diesem Zusammenhang der idealen Spannungsquelle mit dem in Reihe liegenden Widerstand um ein Modell handelt, dass die Wirklichkeit stark vereinfachend abbildet. In Wirklichkeit handelt es sich natürlich nicht nur um eine Spannungsquelle, sondern um sehr sehr viele – repräsentiert durch sämtliche Kraftwerke in einem Verbundnetz – und sehr viele Widerstände – repräsentiert durch Stromkabel, Transformatoren und Verbraucher..
Aus dem obigen Beispiel wird schnell klar, dass man durch die Einspeisung von Strom die Netzspannung in der Nähe des Punktes an dem man einspeist – im allgemeinen als Netzverknüpfungspunkt bezeichnet – in nicht unerheblichen Maße erhöhen kann, abhängig davon wie viel Strom man einspeist und wie hoch die Netzimpedanz (die Summe aller Widerstände von der Spannungsquelle Kraftwerk bis dort hin) ist. Hier sind nun die Netzbetreiber gefragt, die dafür sorgen müssen, dass an keiner Stelle des Netzes die Spannung über einen zulässigen Höchstwert angehoben wird. Dieser Höchstwert beträgt nach deutscher Norm 230 V *1,1 = 253 V. Ist die Netzspannung trotzdem einmal höher könnte, es nämlich sonst passieren dass Verbraucher dadurch beschädigt werden.
So zum Thema: etwas längerer Text
Windkraftanlagen sind zur Stromerzeugung da. Wenn nicht ausreichend Wind weht, steht die Anlage und wartet auf stärkeren Wind. Aber welche Folgen hat ein Stromausfall, gerade wenn Wind weht?
Ohne Absicherung der Strom*versorgung hätte ein Ausfall des Stromnetzes für ein Windrad ganz fatale Folgen. Die erste ganz entscheidende Auswirkung wäre der plötzliche Lastabfall, da der Generator keine Energie mehr ins Stromnetz liefern kann. Bei einer modernen 3,5 MW Anlage würde es bei Nennlast bedeuten, dass schlagartig über 4700 PS ungebremst wirken würden. Die Folgen kann man sich vorstellen Für den sicheren Betrieb ist es daher unerlässlich, die Rotorblätter auch nach einem Netzausfall mit Hilfe von Akku-gestützten Systemen in Sekundenbruchteilen auf „Durchzug“ oder wie es im Fachjargon heißt „in Fahnenstellung“ zu drehen. In der Rotornabe des Windrades befinden sich in unmittelbarer Nähe zu den Elektromotoren, die die Flügel verstellen (den sogenannten Pitch-Motoren), Akkusysteme, die noch genügend Energie gespeichert haben, um die Flügel in kürzester Zeit in die sichere Fahnenstellung drehen zu können. Damit bremst das Windrad die Drehbewegung ab und kommt sicher zum Stillstand.
Aber auch die Steuerung muss noch für einige Minuten nach einem Netzausfall mit Strom aus einer USV versorgt werden, um alle Vorgänge in der Anlage ordnungsgemäß zu beenden oder „runterzufahren“. Auch die Meldung über den Netzausfall will noch abgesetzt werden. Schließlich soll die Fernüberwachung, die das Windrad betreut, informiert sein.
Steht der Rotor still, die Steuerung abgeschaltet, ist noch nicht alles erledigt, denn nachts und bei schlechter Sicht müssen die Flugsicherungsleuchten weiterhin mit Energie versorgt werden. Heute kommen zum Glück stromsparende rote LED-Blinkleuchten und manchmal LED-Blitze in weiß zum Einsatz. Bevor es die LED Leuchten gab, waren noch Glühlampen, die mit stolzen 4 kW verschwenderisch blinkten, erforderlich. Übrigens müssen es immer zwei Leuchten sein, weil eine Leuchte von einem Flügel des Windrades verdeckt sein könnte und daher für den herannahenden Flieger nicht sichtbar wäre.
Aber da ist immer noch eine Aufgabe für die Notstromversorgung: die Turminnenbeleuchtung. Nach einem Stromausfall können eventuell auf der Anlage befindliche Servicekräfte nicht den heute üblichen, komfortablen elektrischen Aufzug für den Abstieg verwenden, sondern müssen für den Rückweg zur Erde mühsam die Leiter verwenden. Für diesen Abstieg im Inneren des Turmes brauchen sie für die Abstiegszeit eine Notbeleuchtung um den Rückweg sicher zurückzulegen. Auch hierfür sorgt wiederum ein Notstromsystem. Sollte alles mit eingerechnet werden.
Also Wechselrichter und oder wie Sie es nennen Frequenzumformern können niemals ein Generator bei Lastschwankungen zeitnah ausgleichen.
50 Hz Rotationsenergie der Generatoren
Das Problem ist, man kann ein Netz nicht mit Zappelstrom stabil halten. Ab einem gewissen Anteil wird das Netz instabil, weil es nur enge Toleranzen der Netzfrequenz erlaubt.
Das europäische Verbundnetz reicht von Portugal über Polen bis in die Türkei. Es wird mit Wechselstrom gespeist, welcher eine Frequenz von ca. 50,0 Hz hat. Diese Netzfrequenz ist mit Ausnahme von lokalen kurzfristigen Pendelungen im gesamten Verbundnetz gleich.
In jedem Augenblick muss von den Kraftwerken genau so viel Strom erzeugt werden, wie von den Verbrauchern abgenommen wird. Liegt die abgenommene Leistung über der den Generatoren zugeführten Leistung, dann wird das Leistungsdefizit zwischen zugeführter und abgenommener Leistung aus der Rotationsenergie der Generatoren gedeckt. Diese werden dadurch langsamer, d.h. die Netzfrequenz sinkt.
Verschiedene gestaffelte Regelmechanismen sorgen bei einer Abweichung von der Sollfrequenz zu einer Leistungsanpassung an den Generatoren, um wieder die 50,0 Hz zu erreichen.
Im normalen Netzbetrieb treten Abweichungen bis 0,150 Hz auf, die Primärregelleistung wird erst bei einer Abweichung von 0,200 Hz voll eingesetzt.
Die Primärregelleistung reagiert als erstes auf Frequenzabweichungen. Sie hat einen Totbereich von ±10 mHz, in dem kein Einsatz erfolgt. Darüber wird sie linear erhöht, bei ±200 mHz ist sie komplett aktiviert. Wenn diese Regelreserve nicht mehr vorhanden ist kommt es zum Blackout. Es werden Lastabwürfe versucht, aber wenn diese nicht rechtzeitig wirken ist es aus.
AW: Windkraft – das gewaltigste Naturzerstörungswerk seit 200 Jahren!
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