DE10033029A1 - Notstromversorgungseinrichtung - Google Patents

Notstromversorgungseinrichtung

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Es ist bekannt, bei Windenergieanlagen für bestimmte Teile eine Notstromversorgung mittels Akkumulatoren, insbesondere Blei-Akkumulatoren, vorzusehen, damit für den Fall eines Stromausfalls die Windenergieanlage so in Position gebracht werden kann, daß keine Schäden an der Windenergieanlage eintreten. DOLLAR A Der Nachteil von Blei-Akkumulatoren liegt aber darin, daß sie relativ schwer sind, sehr viel Platz benötigen und daß Blei-Akkumulatoren nicht unbegrenzt oft auf- und entladen werden können. Auch nehmen die Auflage- und Entladeeigenschaften der Blei-Akkumulatoren mit der Zeit ab, und außerdem benötigen Akkumulatorenspeicher eine relativ aufwendige Wartung, so daß sie die Kosten einer Windenergieanlage bzw. deren Betrieb erhöhen. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. DOLLAR A Verwendung eines Kondensatorspeichers als Speicher für elektrische Energie anstelle eines Akkumulators in einer Windenergieanlage.

Description

Es ist bekannt, bei Windenergieanlagen für bestimmte Teile eine Notstromver­ sorgung mittels Akkumulatoren, insbesondere Blei-Akkumulatoren vorzusehen, damit für den Fall eines Stromausfalls die Windenergieanlage so in Position ge­ bracht werden kann, daß keine Schäden an der Windenergieanlage eintreten. Blei- Akkumulatoren werden beispielsweise für die Notstromversorgung der Blattver­ stellung verwendet, so daß für den Fall eines Stromausfalls (z. B. durch einen Kurzschluß im Versorgungssystem) die Blätter der Windenergieanlage so verstellt werden können, daß der gesamte Windenergieanlagen-Rotor zum Stillstand ge­ bracht wird und keinen wesentlichen Antrieb aus der Windenergie mehr erfährt. Auch kann es notwendig sein, die Windenergieanlagen-Gondel "aus dem Wind" zu drehen, wozu ebenfalls Blei-Akkumulatoren als Notstromversorgungseinrichtung verwendet werden können.
Der Nachteil von Blei-Akkumulatoren liegt aber darin, daß sie relativ schwer sind, sehr viel Platz benötigen und daß Blei-Akkumulatoren nicht unbegrenzt oft auf- und entladen werden können. Auch nehmen die Auflade- und Entladeeigenschaften der Blei-Akkumulatoren mit der Zeit ab, und außerdem benötigen Akkumulatoren­ speicher eine relativ aufwendige Wartung, so daß sie die Kosten einer Windenergie­ anlage bzw. deren Betrieb erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen nach Anspruch 1, 2 und 3 gelöst.
Die Erfindung schlägt im wesentlichen vor, statt eines Akkumulators nunmehr einen Kondensator, insbesondere einen Kondensator vom "UltraCap"-Typ, für verschiedene Anwendungen bei einer Windenergieanlage einzusetzen.
Der besondere Vorteil von Kondensatoren liegt in der Wartungsfreiheit und der unbegrenzten Menge an Lade- und Entladungsvorgängen im Gegensatz zu her­ kömmlichen Akkumulatoren bzw. Batterien.
Besonders vorteilhaft geeignet ist ein Kondensator, wie er von der Firma Siemens Matsushita Components GmbH Co. KG unter der Bezeichnung "UltraCap" sowie der Artikel-Nr. B48710-A0283-Q035 hergestellt wird. Dieser Kondensator verfügt über folgende technische Daten:
(Nenn-)Kapazität CR (DCC(1), 25°C): 2,8 F
Kapazitätstoleranz: -10 . . . + 30%
(Nenn-)Spannung UR: 75 V
Leistung(2): 578 W/kg: 756 W/l
Max. Lade-/Entladestrom IC (25°C): 25 A
Gespeicherte Energie (bei UR): 7875 J
Spezifische Energie (bei UR: 1,09 Wh/kg 1,43 Wh/l
Stoß-Spannung: 88 V
Max. Leckstrom ILC (12 h, 25°C): 4 mA
Max. Serienwiderstand ESRDC (DCC, 25°C): 800 mΩ
Max. Serienwiderstand ESRHF (1 kHz, 25°C): 480 mΩ
Gewicht: 2 kg
Volumen: 1,5 l
Betriebstemperatur: -25 . . . + 65°C
Speichertemperatur: -35 . . . + 65°C
Lebensdauer: 180 000 h (25°C, UR)
Höhe × Breite × Länge: 70 × 70 × 312 mm
  • 1. DCC: Entladung mit konstantem Strom
  • 2. Entladung von UR nach UR/2 mit IC = 25 A
Fig. 1 zeigt das Prinzip-Bild der Rotorblattverstellung einer Windenergieanlage. Da der Rotor der Windenergieanlage über drei Rotorblätter verfügt und jedes einzelne Rotorblatt auf einen gewünschten Anstellwinkel eingestellt (eingeregelt) werden kann, ist für jedes einzelne Rotorblatt ein Verstellmotor A, B oder C vorgesehen, welcher über ein Relais A', B' oder C' angesteuert wird. Die Blattregelungseinrich­ tung A", B" oder C" erhält von einer Steuereinrichtung (Steuerschrank) ihre Werte und muß im Fall einer Notabschaltung, beispielsweise verursacht durch einen Kurz­ schluß in der Windenergieanlage oder deren Stromversorgungseinrichtung noch eine Blattverstellung vornehmen, so daß die jeweiligen Rotorblätter des Rotors aus dem Wind "gedreht" werden, d. h. daß sie keinen Antrieb mehr auf den Rotor erzeugen. Die hierfür benötigte Energie wird durch die Kondensatoren CA, CB und CC bereitgestellt. Zum Laden dieser Kondensatoren im Normalbetrieb sind diese mit einem Anschluß (nicht dargestellt) versehen, so daß die (aufgeladenen) Kondensa­ toren stets ausreichend Energie bereitstellen, um die Rotorblätter auf einen gewünschten Anstellwinkel einzustellen, falls dieses notwendig ist. Da die Kon­ densatoren in ihren Ausführungen sehr klein sind, können sie unmittelbar an den Verstellmotoren positioniert werden und auch von diesen gehalten werden. Es ist aber auch möglich, alle Kondensatoren zusammen in einer eigenen Aufnahme zu positionieren und im Bedarfsfall als Notstromversorgungseinrichtung für die Rotor­ blattbestellung oder für andere Teile der Windenergieanlage (z. B. Alarmbeleuch­ tung, Gefahrenfeuer) im Bedarfsfall zuzuschalten.
Es ist vorteilhaft, statt eines einzelnen Kondensators mehrere Kondensatoren in Parallelschaltung vorzusehen, so daß stets eine ausreichende Notstromkapazität zur Verfügung gestellt werden kann.

Claims (3)

1. Verwendung eines Kondensatorspeichers als Speicher für elektrische Energie anstelle eines Akkumulators in einer Windenergienanlage.
2. Verwendung eines Kondensatorspeichers als Notstromversorgungseinheit einer Windenergieanlage, wobei mittels der Notstromversorgungseinheit ein einzel­ nes Rotorblatt der Windenergieanlage oder mehrere Rotorblätter der Windenergie­ anlage verstellt werden können.
3. Verwendung eines Kondensatorspeichers als Notstromversorgungseinrichtung für Teile einer Windenergieanlage.
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