DE102009011084A1

DE102009011084A1 - Stationäre Energiegewinnungsanlage mit einer Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen

Info

Publication number: DE102009011084A1
Application number: DE102009011084A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. Schnurr; Lothar Dr. Schindele; Boris Buchtala; Joachim Dr. Breidert; Jochen Dr. Damerau; Heinz-Josef Dr. Tenberge; Tobias Herrmann; Andreas Vath
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-02-28
Publication date: 2010-06-24
Also published as: WO2010069450A3; WO2010069450A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiegewinnungsanlage (1) mit einer Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen. Die Energiegewinnungsanlage (1) weist mindestens einen über ein Fluid angetriebenen Rotor (8) und einen mit dem Rotor mechanisch gekoppelten Generator (9) auf. Die Energiegewinnungsanlage (1) weist eine Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen und mindestens ein mechanisches oder elektrisches Speicherelement (11, 12) auf, das eine in einem Antriebsstrang (30) auftretende Schwingung oder Störgröße durch Energieaustausch kompensiert oder dämpft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiegewinnungsanlage mit einer Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen. Die Energiegewinnungsanlage weist mindestens einen mechanisch angetriebenen Rotor und einen mit dem Rotor mechanisch gekoppelten Generator auf. Dazu offenbart die Erfindung ein System zur aktiven Dämpfung mechanischer Schwingungen der Energieerzeugungsanlage. Diese Dämpfung soll unabhängig von der Last bzw. dem Netz aus einer Kombination von elektrischen Komponenten, wie einem Generator und mechanischen Elementen wie einem Getriebe und deren Wechselwirkungen mit entsprechenden Dämpfungsvorrichtungen, erreicht werden.
In einem solchen zu dämpfenden System kann je nach Ausführung Energie in verschiedene Richtungen fließen, z. B. von einer mechanischen Energiequelle hin zu einem Generator und von diesem in eine elektrische Senke über eine Leistungselektronik zu einem elektrischen Netzwerk oder einem elektrischen Speichersystem und umgekehrt von einem elektrischen Energieerzeuger wie einem Generator über ein vorgeschaltetes Übersetzungsgetriebe bis hin zum mechanischen Antrieb über eine Antriebswelle, so dass ein bidirektionaler Energiefluss in derartigen Energiegewinnungsanlagen möglich ist.
Insbesondere bei Windkraftanlagen, bei denen z. B. Energie über einen Rotor, bestehend aus einer Nabe mit verstellbaren Rotorblättern, aus der bewegten Luft mechanisch entnommen wird und über ein mechanisches Kopplungssystem, das aus Kupplungen, Wellen und Getrieben bestehen kann, auf einen Generator geleitet wird. Dieser Generator, eventuell in Kombination mit einer Leistungselektronik, bildet ein elektrisches System, das über das im Generator erzeugte Moment eine Rückwirkung auf das mechanische System aus Welle, Getriebe und Rotor bilden kann.
Eine derartige bekannte Windenergieanlage und ihre Funktionsweise zeigen die 9 bis 11. Dazu zeigt 9 eine Prinzipskizze einer Windkraftanlage 7 mit einem Rotor 8, der die Windkraft je nach Anstellwinkel der Rotorblätter 28 in Pfeilrichtung A in Rotation versetzt. Dazu können die Rotorblätter 28 je nach Windstärke in Pfeilrichtung B unterschiedliche Anstellwinkel, auch Pitch genannt, einnehmen. Das durch den Wind mit Hilfe des Rotors 8 erzeugte Drehmoment M_T wird über eine Antriebswelle 20 und in diesem Stand der Technik über ein zwischengeschaltetes Übersetzungsgetriebe 22 zu einer Abtriebswelle 21 mit Hilfe des Antriebsstranges 30 an einen Generator 9 übertragen.
Der Generator steht mit einer Leistungselektronik 14 in Wirkverbindung, die dafür sorgt, dass, trotz unterschiedlicher Strömungsverhältnisse in der anströmenden Luft und somit trotz unterschiedlicher Drehmomente im Antriebsstrang 30, das Generatormoment im Luftspalt nahezu konstant bleibt. Das bedeutet, dass die Antriebswelle 20, die Abtriebswelle 21 und die Übersetzungswellen des Übersetzungsgetriebes 22 des Antriebsstranges 30 die unterschiedlichen Drehmomentbelastungen, verursacht durch Windböen im Wechsel zu Einbrüchen im Drehmoment durch einen periodisch auftretenden Turmschatten, aufnehmen müssen. Das bedeutet insbesondere für ein Übersetzungsgetriebe 22, dass die Auslegung der Übertragungswellen sowie dessen Abtriebswelle 21 und deren Massenträgheitsmomente nachteilig um ein Mehrfaches höher angesetzt werden müssen, als es eine Durchschnittsantriebsbelastung erfordert.
Die 10A bis 10D zeigen dazu Drehmomentverläufe in Bezug auf die in 9 gezeigte Energiegewinnungsanlage am Beispiel einer Windkraftanlage 7. 10A zeigt dazu das Torsionsmoment M_T, das von dem Rotor auf die Antriebswelle 20, wie in 9 gezeigt, einwirkt. Dabei können sich Windböen 29 als Drehmomentspitzen im Verlauf des Torsionsmomentes M_T über der Zeit t auswirken, während der Turmschatten 31 einen Einbruch im Torsionsmoment M_T verursacht. Diese Änderungen und Störgrößen können zu niederfrequenten Schwingungen im Bereich von einigen Zehntel Hz bis zu einigen Hz führen, welche Wechselbelastungen für den Antriebsstrang 30 bedeuten. Somit bildet sich der Verlauf des Torsionsmomentes, wie in 10A gezeigt, in der Beschleunigung des Antriebsstranges mit dem Beschleunigungsmoment M_B in gleicher Folge ab, wie es 10B zeigt. Durch die dem Generator 9 nachgeschaltete Leistungselektronik wird jedoch erreicht, dass das Generatormoment M_G im Luftspalt nahezu dem mittleren Drehmoment M_N entspricht, wie es 10C zeigt, so dass entsprechend eine konstante Leistung P_N, wie es 10D zeigt, in das Netz bzw. die Last 10 eingespeist wird.
Um das Generatormoment M_G im Luftspalt konstant auf M_N zu halten, ist zwischen dem Ausgang des Generators 9 und dem Netz bzw. der Last 10 die in 11 gezeigte Leistungselektronik 14 in Form eines Dreiphasenfrequenzrichters vorgeschaltet. Dabei wird der Eingang des Wechselrichters durch einen Eingangsanpassungsblock 32 mit L-Filtern und C-Filtern vorgeglättet, um einen möglichst sinusförmigen Generatorspannungsverlauf 37 einem nachgeschalteten 3-phasigen Eingangsgleichrichter 33 zuzuführen, der eine geglättete Zwischenkreisspannung mittels eines Zwischenspeichers 16, der hier einen elektrostatischen Kondensator darstellt, speichert. Somit wird die erzeugte Wechselrichterspannung U_WR als nahezu konstante Zwischenkreisspannung U_ZK in dem Zwischenkreisspeicher 34, wie es 11B zeigt, gespeichert, um anschließend mit Hilfe des Sechsfachen (6-B) Ausgangsphasenwechselrichters 35 und dem Ausgangsblock 36 mit L-Filtern und C-Filtern einen sinusförmigen Netzspannungsverlauf 38, wie in 11C gezeigt, über einen Transformator 39 an das Netz 10 zu liefern.
Durch Regelung und Ansteuerung der Leistungselektronik 14 wird gewährleistet, dass das Generatormoment im Luftspalt, trotz unterschiedlicher Beschleunigungsmomente im Antriebsstrang, nahezu konstant bleibt. Das hat jedoch den Nachteil, dass alle mechanisch tordierten Elemente energieflussaufwärts des Generators überdimensioniert werden müssen, um mechanische Schwingungen und Belastungen, die beispielsweise durch Windböen und andere periodische Störfak toren wie Turmschatten ausgelöst werden, schadenfrei zu überstehen. Bei den heute existierenden Systemen für eine Energiegewinnungsanlage werden aktive Schwingungsdämpfungssysteme vorgesehen, die entweder eine direkte Kopplung des Dämpfers zur Last und damit zum elektrischen Netz aufweisen, was zu einer Abhängigkeit vom Netz und einer möglicherweise unerwünschten Wechselwirkung zwischen dem Netz und der Energieerzeugungsanlage führt. In anderen Systemen wird die zur Dämpfung verwendete Energie über einen Widerstand abgeführt und bleibt somit ungenutzt, was wiederum den Wirkungsgrad des Gesamtsystems verringert.
Aus der Druckschrift US 2005/0017512 A1 ist ein System zur aktiven Schwingungsdämpfung eines Antriebsstranges in einer Windenergieanlage bekannt, deren Generator als Synchrongenerator spezifiziert ist und an dessen Statorwicklung ein Frequenzumrichter angeschlossen ist. Die vom Generator erzeugte elektrische Leistung wird komplett über den Frequenzumrichter geführt und von diesem ins Netz gespeist. Dadurch ist es möglich, das Generatormoment über den vom Frequenzrichter gesteuerten Generatorstrom direkt zu beeinflussen. Das Stromsignal wird durch einen Regler erzeugt, der durch Messung der Drehzahl des Antriebsstranges Torsionsschwingungen erkennt und entsprechend der Phasenlage und der Frequenz der Schwingung ein entsprechendes Dämpfungsmoment über den Generatorstrom erzeugt. Eine derartige Anlage hat jedoch den Nachteil, dass sie netzabhängig ist und praktisch die Stromschwankungen, die durch entsprechende Schwingungen im mechanischen Teil, insbesondere durch den Rotor, entstehen, voll ins Netz zur Dämpfung einspeist.
Aus der US 2008/0067815 A1 ist ein weiteres Dämpfungssystem bekannt, das nicht nur für Synchrongeneratoren geeignet ist, sondern für beliebige Antriebsstrangtypen verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren wird sowohl die Drehzahl des Generators als auch die Beschleunigung des Turms der Windenergieanlage in Seitwärtsrichtung, d. h. parallel zur Blattebene, erfasst. Aus diesen Messungen werden Eigenfrequenzen des Systems berechnet und entsprechend dieser Eigenfrequenzen werden drehzahlabhängige Verstärkungsfaktoren für den Dämpfungsregler festgelegt. Der Regler selbst steuert dann das Generatormoment über den Strom durch den Frequenzumrichter, um die mechanischen Schwingungen zu dämpfen. Ein derartiger Dämpfungsbetrieb kann nachteilig nur genutzt werden, wenn eine Verbindung zum Netz besteht. Dies ist jedoch in einem Fehlerfall nicht zwangsweise gegeben, wodurch der Nutzen eines derartigen frequenzabhängigen Dämpfungsreglers eingeschränkt ist.
Aus der DE 10 2007 021 213 A1 ist es bekannt, mechanische Schwingungen im Antriebsstrang über die Steuerung des Stroms im Generator und damit des Generatormoments zu dämpfen. Im Gegensatz zu den vorher genannten Druckschriften wird hier der zur Dämpfung benutzte Stromanteil nicht über den Frequenzumrichter ins Netz abgegeben, sondern über einen separaten Gleichrichter auf einen Gleichspannungszweig geführt, in dem ein Leistungswiderstand verbaut ist. Der für die Dämpfung benutzte Stromanteil des Generatorstroms wird über den Widerstand geführt. Damit wird die Dämpfungsleistung in thermische Energie umgewandelt. Die Form und Höhe des Stroms wird dabei entweder durch einen zusätzlichen Schalter im Widerstandszweig oder über einen Gleichrichter geregelt.
Zwar entfällt bei dieser Lösung die Kopplung der Energiegewinnungsanlage an den Netzbetrieb, wodurch eine Dämpfung der mechanischen Schwingungen des Antriebsstranges auch im Fall eines Netzfehlers möglich ist. Allerdings wird die zur Dämpfung genutzte Energie komplett in thermische Energie umgewandelt und kann daher nicht zurückgewonnen werden. Dieses ist besonders nachteilig, wenn ein periodisch schwingender Energiefluss im Dämpfungszweig zu erwarten ist.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine stationäre Energiegewinnungsanlage mit einer Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen zu schaffen, die unabhängig von einem angekoppelten elektrischen Netz arbeitet und gleichzeitig keine Energie in nicht mehr nutzbare Energieformen umwandelt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einer Energiegewinnungsanlage anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Energiegewinnungsanlage mit einer Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen geschaffen. Die Energiegewinnungsanlage weist mindestens einen über ein Fluid angetriebenen Rotor und einen mit dem Rotor mechanisch gekoppelten Generator auf. Die Energiegewinnungsanlage weist eine Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen und mindestens ein mechanisches, hydraulisches, chemisches oder elektrisches Speicherelement auf, das eine in einem Antriebsstrang auftretende Schwingung oder Störgröße durch Energieaustausch oder Energieherausnahme kompensiert oder dämpft.
Ein Vorteil dieser Energiegewinnungsanlage bzw. des Verfahrens besteht darin, dass die Einrichtung zur Dämpfung unabhängig von der Last oder von dem Netz, an das die Energieerzeugungsanlage angeschlossen werden kann, ist, so dass auch bei abgekoppeltem Netz die Einrichtung zur Dämpfung wirksam ist. Außerdem besteht der Vorteil darin, dass in einem Antriebsstrang auftretende Schwingungen oder Störgrößen nicht durch Energievernichtung wie im Stand der Technik, sondern durch Energieaustausch kompensiert oder gedämpft werden. Das bedeutet, dass die Energie, bzw. die durch mechanische Schwingungen ermöglichte Energiespeicherung anschließend wieder dem System zugeführt wird.
Auch dies ist im Stand der Technik nicht möglich, so dass praktisch jede Störgröße, sofern sie den mittleren Energiefluss überschreitet, zur Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Energiegewinnungsanlage genutzt werden kann und den Wirkungsgrad der Anlage erhöht. Dazu sind dynamische Speichersysteme und dynamische Umwandlungssysteme eingesetzt, um beispielsweise auch aus Windböen Energie zu gewinnen, ohne die mechanischen Komponenten des Antriebsstranges zu überlasten, da der Energiefluss durch die zusätzlichen Speichermöglichkeiten der Energiegewinnungsanlage derartig variiert werden kann, dass es möglich wird, die Komponenten des Antriebsstranges auf ein mittleres Torsionsmoment zu optimieren, was eine erhebliche Gewichts- und Materialeinsparung für den mechanischen Antriebsstrang und seine Komponenten in vorteilhafter Weise ermöglicht.
Im Folgenden werden energieflussaufwärts von einer Leistungselektronik bis zu dem mechanischen Rotor nacheinander Ausführungsformen für Speichermöglichkeiten des Energieflusses erörtert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens in einer Leistungselektronik ein regelbarer Speicher zur Aufnahme von Energie angeordnet, der die Aufnahme von Energie in Abhängigkeit einer mechanischen Schwingungsbelastung der Energiegewinnungsanlage variiert. Dazu kann die Leistungselektronik ein Leistungselektronisches Stellglied mit einem elektrischen Zwischenkreis aufweisen, wie er bereits oben geschildert wurde, wobei der Zwischenkreis einen ersten Zwischenkreisspeicher beispielsweise in Form eines Zwischenkondensators, wie oben mit dem Stand der Technik gezeigt, aufweist, zu dem ein oder mehrere zusätzliche Zwischenkreisspeicher mit variabler Energieaufnahme parallel geschaltet sein können.
Diese zusätzlichen Zwischenkreisspeicher können beispielsweise Kondensatoren mit mehr als hundertfacher elektrischer Kapazität sein oder Batterien beispielsweise aus Lithiumionenzellen darstellen. Dieser Speicher muss mit der relativ niedrigen Frequenz von einigen Zehntel Hz bis einigen Zehn Hz unterschiedlich hohe Energieflussanteile speichern können und bei verminderten Drehmomenten diese gespeicherte Energie abgeben können, so dass es nicht erforderlich ist, das Generatormoment im Luftspalt wie im Stand der Technik konstant zu halten, sondern es vielmehr derart zu variieren, dass das Drehmoment im Antriebsstrang, trotz eines stark variierenden Drehmomentes am Rotor, nahezu konstant gehalten wird, da das Generatormoment im Luftspalt synchron mit dem Turmschatten abnimmt und bei entsprechenden Windböen zunehmen kann, da die Aufnahme von Energie in dem regelbaren Speicher der Leistungselektronik in Abhängigkeit von der mechanischen Schwingungsbelastung der Energieerzeugungsanlage variiert.
Vorzugsweise weist dazu die Leistungselektronik einen Drehstromumrichter oder Frequenzumrichter mit einem elektronischen Zwischenkreis auf, wobei der Zwischenkreis einen ersten Zwischenkreisspeicher besitzt, dem ein zweiter zusätzlicher Zwischenkreisspeicher wie oben erwähnt mit variabler Energieaufnahme parallel geschaltet ist. Energieflussaufwärts von der Leistungselektronik mit elektro nischem Zwischenkreis ist der Generator angeordnet. An diesen können sowohl am Statorausgang als auch am Rotorausgang noch vor dem elektronischen Zwischenkreisspeicher und der Leistungselektronik unterschiedliche Speicher zur Aufnahme des Energieflusses bei mechanischen Schwingungen oder Störgrößen des Antriebsstranges aufgenommen werden.
Dazu kann ein mechanischer Speicher über einen elektromechanischen Wandler, der mit dem Rotor des Generators zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße zusammenwirkt, mechanische Energie speichern und die gespeicherte Energie geregelt zurückgeben. Ein gleichartiger mechanischer Speicher kann alternativ oder zusätzlich mit dem Rotor des Generators in Wirkverbindung stehen und mechanische Energie speichern, die anschließend über einen beispielsweise Elektromotor zurückgeführt wird. Als mechanische Speicher können vorzugsweise am Ausgang des Generators rotierende Schwungmassen angeordnet sein.
Weiterhin ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein Zweimassenschwungrad zur Schwingungsdämpfung in den Wellen des Antriebsstranges anzuordnen. Dazu wird das Zweimassenschwungrad auf die typischen Eigen- und Anregungsfrequenzen in dem Antriebsstrang abgestimmt. Diese Zweimassenschwungräder im Antriebszweig können als schaltbare Zweimassenschwungräder unterschiedliche schädliche Torsionsschwingungen glätten, womit die Lebensdauer und damit die Verfügbarkeit der Komponenten einer Energiegewinnungsanlage erhöht wird. Außerdem ist es dadurch möglich, die Dimensionierung der Komponenten zu verringern. Eine Regelung ist für den Einsatz von Zweimassenschwungrädern nicht erforderlich.
Neben rein mechanischen Speichern ist es auch möglich, über ein leistungselektronisches Stellglied, das mit dem Rotor und/oder mit dem Stator des Generators zusammenwirkt, die elektrische Energie, die aus mechanischen Schwingungen oder Störgrößen gewonnen werden kann, zu speichern und elektromechanisch oder elektrisch diese Energie innerhalb der Anlage wieder zurückzuführen. Vor dem Eingang des Generators können Speicher angeordnet werden, die entweder rein mechanisch oder elekromechanisch aufladbar sind. So ist es möglich, dass unmittelbar an der Antriebswelle ein Dämpfungselement angeordnet ist, das als einen elektromechanischen Wandler, wie eine Wirbelstrombremse Energie zu einem Speicher abführt und als Elektromotor die Energie zurückführt.
Wirksamer ist es jedoch, einen derartigen elektromechanischen Wandler als Dämpfungselement an der Abtriebswelle eines Übersetzungsgetriebes anzuordnen, da dort die Drehzahl einer Wirbelstromscheibe der Wirbelstrombremse der Drehzahl der Eingangswelle des Generators entspricht. Eine rein mechanische Glättung von Schwingungen in der Antriebswelle nach dem Rotor oder in der Abtriebswelle nach einem Übersetzungsgetriebe ist dadurch möglich, dass ein Federspeicherelement auf der Antriebsachse bzw. der Abtriebsachse eingesetzt ist, wobei das Federspeicherelement eine veränderliche Torsionssteifigkeit aufweist. Mit Hilfe einer Vorrichtung (z. B. Kupplung) innerhalb der Antriebswelle oder innerhalb der Abtriebswelle kann das Federspeicherelement bei unterschiedlichen Torsionssteifigkeiten fixiert werden. Um Rotationsenergie aus dem Antriebsstrang zu nehmen, d. h. Lastspitzen zu glätten, wird eine weiche Federeinstellung gewählt, so dass ein Teil der Rotationsenergie in Form potentieller Energie in der Torsionsfeder gespeichert wird. Bei temporärem Abfall des Moments auf der Welle wird die Energie aus der Feder wieder abgegeben. Bei mittleren Momenten kann die Feder mit Hilfe einer Kupplung überbrückt werden, damit kein Energieaustausch mit der Feder stattfindet.
Schließlich ist es möglich, wenn die Energiegewinnungsanlage ein Übersetzungsgetriebe aufweist, in dem Übersetzungsgetriebe eine Getriebeabzweigung für mechanische Energie vorzusehen, die mechanisch speicherbar und elektromechanisch abrufbar ist oder über einen elektromechanischen Wandler elektrisch gespeichert wird und schließlich von dem elektrischen Speicher wiederum in die Anlage eingespeist werden kann.
Ein Verfahren zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße einer Energiegewinnungsanlage mit mindestens einem mechanisch angetriebenen Rotor und einem mit dem Rotor mechanisch gekoppelten Generator kann eine Leistungselektronik aufweisen, so dass ein variabler Energiefluss von dem Rotor durch den Generator und die Leistungselektronik bis zur Last ermöglicht wird. Dabei bleibt die abgegebene Leistung an die Last konstant, da ein mechanisches oder elektrisches Speicherelement der Energiegewinnungsanlage eine in einem Antriebsstrang auftretende Schwingung oder Störgröße durch Energieaustausch kompensiert oder dämpft.
Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass es netzunabhängig durch entsprechende Regelung der Energieflüsse in der Energiegewinnungsanlage arbeitet, so dass sich Störungen im Lastbereich beim Abkoppeln des Netzes nicht auf die Funktionsfähigkeit der Energiegewinnungsanlage auswirken.
In einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird durch Aktivieren einer Wirbelstrombremse der Antriebswelle und/oder der Abtriebswelle einer Energiegewinnungsanlage eine Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße erreicht. Eine derartige Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße kann auch durch Abzweigen eines Kraftflusses aus einem Übersetzungsgetriebe, das zwischen Rotor und Generator angeordnet ist, erreicht werden, indem eine nachgeschaltete Einrichtung an die Getriebeabzweigung angekoppelt wird.
Schließlich kann durch einen zusätzlichen mechanischen oder elektrischen Speicher, in Zusammenwirken mit dem Rotor und/oder dem Stator des Generators eine Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße in der Energiegewinnungsanlage erreicht werden. Außerdem ist es möglich, eine Dämpfungsfunktion einer Schwingung und/oder einer Störgröße durch einen zusätzlichen elektrischen Zwischenkreisspeicher mittels zusätzlicher variabler Stromaufnahme unter variabler Zwischenkreisspannung zu erreichen, wobei der zusätzliche elektrische Zwischenkreisspeicher mit dem Generator über eine Leistungselektronik elektrisch in Verbindung steht.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 zeigt schematische Diagramme von Drehmomentverläufen über der Zeit in einer Energiegewinnungsanlage gemäß 1 oder 2;
4 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
5 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Antriebsstrang einer Energiegewinnungsanlage gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt ein schematisches Diagramm eines Drehmomentverlaufs über der Zeit für die Ausführungsform gemäß 7;
9 zeigt eine Prinzipskizze einer Windkraftanlage gemäß dem Stand der Technik;
10 zeigt schematische Diagramme von Drehmomentverläufen in einer Windkraftanlage gemäß 9;
11 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Leistungselektronik einer Windkraftanlage gemäß 9.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer stationären Energiegewinnungsanlage 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Energiegewinnungsanlage 1 setzt Windenergie, die in Pfeilrichtung C auf einen Rotor 8 einwirkt, über einen Generator 9 und eine Leistungselektronik 14 in elektrische Energie um, die anschließend über einen Transformator 39 in ein Netz oder eine Last 10 einge speist wird. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Rotor 8 und dem Generator 9 ein Übersetzungsgetriebe 22 angeordnet, welches die Rotationsfrequenz von einigen Zehntel Hz bis einigen Zehn Hz der Antriebswelle 20, verursacht durch den Rotor 8, in eine höhere Drehzahl der Abtriebswelle 21 übersetzt.
Dabei können, wie oben ausgeführt mechanische Schwingungen auftreten, die teilweise von periodisch auftretenden Störgrößen, wie beispielsweise dem Turmschatten der Windkraftanlage oder durch statistisch auftretende Windböen, verursacht werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik, der mit den 9 bis 11 erläutert wird, sind in dieser Energiegewinnungsanlage 1 eine Mehrzahl von mechanischen Speicherelementen 11 und elektrischen Speicherelementen 12 vorgesehen, die an unterschiedlichen Stellen des Energieflusses vom Rotor 8 bis zur Last 10 vorgesehen sind. Diese Speicherelemente 11, 12 dienen zur Dämpfung der mechanischen Schwingungen in dem Antriebsstrang 30 aus Antriebswelle 20, Übersetzungsgetriebe 22 und Abtriebswelle 21.
Die mechanischen Speicherelemente 11 und die elektrischen Speicherelemente 12 können von unterschiedlichen Dämpfungsgliedern 46 bis 48 gespeist werden. So ist auf der Abtriebswelle 20 unmittelbar einen elektromechanischen Abgriff in Form beispielsweise einer Wirbelstrombremse 18 vorgesehen, die sowohl einen elektrischen Speicher 12 über einen elektromechanischen Wandler 13 oder einen A/D-Wandler 43 als auch einen mechanischen Speicher 11 wie eine Schwungscheibe direkt versorgen kann. Auch kann, wie 1 zeigt, ein elektromechanischer Abnehmer als Dämpfungsvorrichtung in Form einer Wirbelstrombremse 18 auf der Abtriebwelle 21 des Übersetzungsgetriebes 22 vorgesehen werden, der einerseits direkt einen mechanischen Speicher 11 beispielsweise in Form eines Schwungrades aufladen kann oder über einen elektromagnetischen Wandler 13 oder einen A/D-Wandler die Wirbelstromenergie einem elektrischen Speicher 12 zuführen kann. Auch aus dem Übersetzungsgetriebe 22 kann über eine Getriebeabzweigung 25 ein Kraftfluss abgezweigt werden, der seinerseits über einen elektromechanischen Wandler 13 oder einen A/D-Wandler 43 einen elektrischen Speicher 12 oder direkt einen mechanischen Speicher 11 aufladen kann.
Neben diesen Dämpfungsmöglichkeiten von Schwingungen im Antriebsstrang 30 ist es auch möglich, am Generatorausgang 40 noch vor der Leistungselektronik 14 entsprechende Speicher- und Dämpfungsvorrichtungen vorzusehen, welche die gespeicherte Energie zur Entlastung des Antriebsstranges 30 mit Hilfe des Stators oder des Rotors des Generators 9 zurückführen kann. Dazu ist in dieser Ausführungsform der Erfindung ein leistungselektronisches Stellglied 26 mit dem Stator und/oder dem Rotor am Ausgang 40 des Generators 9 verbunden, wobei dieses Stellglied elektrische Energie in einen elektrischen Speicher 12 einbringt und damit entweder eine Batterie, wie eine Lithiumionenbatterie, einen Leistungskondensator wie einen Elektrolytkondensator oder einen Doppelschichtkondensator, einen induktiven oder chemischen Speicher auflädt.
Da die am Stator bzw. am Rotor anstehende elektrische Energie einen Wechselstrom liefert, kann dieser auch direkt in eine rotierende mechanische Schwungscheibe eines mechanischen Speichers 11 eingebracht werden. Auch hier ist ein elektromechanischer Wandler erforderlich, der die Anregungsfrequenz in bei Antriebsmomentspitzen in eine Erhöhung Rotationsfrequenz umsetzt. Umgekehrt kann die Energie, die in dem mechanischen Speicher 11 gespeichert ist, über entsprechende Elektro- oder Wirbelstrommotoren 19 in die Antriebswelle 20, in die Getriebeabzweigung 25 oder in die Abtriebswelle 21 bei Antriebsmomentminima zurückgeführt werden.
Schließlich kann der aus dem Stand der Technik bekannte Zwischenkreisspeicher 34 als erster Zwischenkreisspeicher 16 in der Leistungselektronik 14 vorgesehen werden. Ein zusätzlicher zweiter Zwischenkreisspeicher 17 mit einer vielfachen Speicherkapazität gegenüber dem ersten Zwischenkreisspeicher 16, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann als regelbarer Speicher 15 parallel zu dem ersten Zwischenspeicher 16 angeschlossen werden, um die Energie mechanischer Überschwingungen des Antriebsstranges 30 als elektrische Energie zu speichern, die in Schwingungstälern über einen Wandler 13 dem Antriebsstrang 30 zugeführt werden kann, und somit für eine gleichmäßige Belastung des Antriebsstranges 30 sorgt.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. In 2 ist ein Steuergerät 41 angeordnet, das die verschiedenen Dämpfungsglieder 46 bis 49, wie in 1 gezeigt im Antriebsstrang 30 am Generator 9 und in der Leistungselektronik 14 steuert und dazu Sensorsignale dieser Komponenten auswertet, um mechanische Schwingungen im Antriebsstrang 30 optimal zu dämpfen.
3 zeigt schematische Diagramme 3A bis 3D von Drehmomentverläufen M über der Zeit t in einer Energiegewinnungsanlage gemäß 1 oder 2 der Erfindung. Ein Vergleich dieser Diagramme gemäß 3A bis 3D zu den Diagrammen gemäß 10A und 10D des Standes der Technik zeigt deutlich die Vorteile der erfindungsgemäßen Energiegewinnungsanlagen 1 bzw. 2. Dazu zeigt 3A wiederum den Verlauf des Torsionselementes M_T, das von dem Rotor auf die Antriebswelle 20, wie sie in 1 und 2 gezeigt wird, einwirkt.
Dabei können sich Windböen 29 als Drehmomentspitzen im Verlauf des Torsionsmomentes M_T über der Zeit t auswirken, während der Turmschatten 31 einen Einbruch im Torsionsmoment M_T verursacht. Diese Änderungen und Störgrößen können zu niederfrequenten Schwingungen in Bereichen von einigen Zehntel Hz bis einigen Zehn Hz führen, welche hohe Wechselbelastungen für den Antriebsstrang 30, wie ihn die 1 oder 2 zeigen, bedeuten könnten. Jedoch ein Vergleich des zeitlichen Verlaufs des Beschleunigungsmomentes M_B im Antriebstrang, wie er sich in 3B aufgrund der erfindungsgemäßen Energiegewinnungsanlage mit entsprechenden Dämpfungsmaßnahmen zu der 10B aus dem Stand der Technik ergibt, zeigt deutlich, dass die Wechselbelastungen bzw. das Beschleunigungsmoment M_B über der Zeit aufgrund der erfindungsgemäßen Dämpfungsglieder deutlich verringert sind.
Somit können die Komponenten des Antriebsstranges mit deutlich geringeren Flächenträgheitsmassen und somit mit deutlich geringerem Gewicht realisiert werden und für ein mittleres Drehmoment M_N und deutlich geringeren Sicherheitszuschlä gen ausgelegt werden. Dieses bedeutet eine Gewichtsersparnis für die Antriebswelle 20, die Übersetzungswellen des Übersetzungsgetriebes 22 und auch für die Abtriebswelle 21 des Übersetzungsgetriebes 22. Aufgrund der Speicherelemente 11 und 12 für die Dämpfungsglieder 46 bis 49, wie in 1 gezeigt, kann nun, wie 3C zeigt, das Generatormoment um einen Mittelwert M_N in Analogie zum antreibenden Torsionselement M_T, wie es in 3A durch die Windbelastungen vorgegeben wird, variieren. Die entsprechenden Leistungsspitzen, wie sie 3D zeigt, werden durch die vorgesehenen Speicherelemente 11 und 12 der Dämpfungsglieder 46 bis 49 in Zusammenwirken mit dem Steuergerät 41 der 2 der Ausführungsform kompensiert, so dass eine mittlere Leistung P_N an das Netz bzw. an die Last abgegeben werden kann.
Da die zwischengespeicherte Energie im gesamten Energiehaushalt der Energiegewinnungsanlage aus den unterschiedlichen Speichern und Dämpfungsgliedern zurückfließt, wird zusätzlich zu der verminderten Belastung des Antriebsstranges ein höherer Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Energiegewinnungsanlage 1 bzw. 2 erreicht.
4 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied zu der 1 besteht darin, dass in dieser Ausführungsform der Erfindung lediglich der zusätzliche zweite Zwischenkreisspeicher 17 zu dem im Stand der Technik bekannten ersten Zwischenkreisspeicher 16 vorgesehen ist, wobei der Zwischenspeicher 17 einen D/D-Wandler 42 umfasst, der das variable Speicherelement 15 auflädt.
5 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied zu der vorhergehenden Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass nun zusätzlich ein mit dem Stator oder mit dem Rotor des Generators 9 zusammenwirkendes Dämpfungsglied 46 aus einem A/D-Wandler und einem elektrischen Speicher 12 zusätzlich zu dem variablen Speicher 15 im Zwischenkreis vorgesehen wird.
6 zeigt eine Prinzipskizze einer Energiegewinnungsanlage 5 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wobei Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den 4 und 5 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert werden. Zusätzlich zu dem in 5 gezeigten Dämpfungsglied 46, das mit dem Stator und/oder Rotor des Generators zusammenwirkt, ist in dieser fünften Ausführungsform der Erfindung ein weiteres Dämpfungsglied 47 vorgesehen, das mit einem rotierenden mechanischen Energiespeicher 11 zusammenwirkt und somit über ein A/A-Stellglied 45 mit dem Stator und/oder Rotor des Generators 9 elektrisch in Verbindung steht.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Antriebsstrang 30 einer Energiegewinnungsanlage 6 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Bei dem in dieser 7 gezeigten Dämpfungsglied 48 handelt es sich um eine rein mechanische Energiespeicherung und Rückgewinnung mit Hilfe eines Federspeicherelements 23. Dazu kann eine Torsionsfeder 50 mit einem ersten Bereich einer Antriebswelle 20 oder einem ersten Bereich einer Abtriebswelle 21 mit einem Ende 51 der Torsionsfeder 50 in Eingriff stehen, während das andere Ende 52 der Torsionsfeder 50 mit einem zweiten Bereich 20' der Antriebswelle bzw. einem zweiten Bereich 21' der Abtriebswelle in Eingriff steht. Die Federsteifigkeit der Torsionsfeder kann veränderbar gestaltet werden, indem der Momentenabgriff verschiebbar ausgeführt wird. Eine weitere Möglichkeit ist eine Torsionsfeder mit nicht-linearer Federkennlinie.
Andererseits ist in dieser Ausführungsform der Erfindung eine Kupplung 24 vorgesehen, durch welche die Vorspannung der Torsionsfeder 50 bei unterschiedlichen Torsionssteifigkeiten blockiert werden kann. Dieses mechanische Speicherelement in Form einer Torsionsfeder kann zur Glättung hochfrequenter Anteile im Drehmomentverlauf auf der Welle kontinuierlich oder diskret veränderlich eingesetzt werden, wobei es möglich ist, die Torsionssteifigkeit des Federelementes zu variieren. Dieses Element kann als Aktor für eine Regelung dienen, welche die Glättung des Drehmomentverlaufs bewirkt. Bei Drehmomenten über dem zeitlichen Mittelwert wird eine weiche Einstellung der Feder gewählt, so dass die Feder aufgezogen und die kinetische Energie, die in der Drehmomentspitze enthalten ist, zwischengespeichert und wieder abgegeben werden kann. Bei durchschnittlichen Drehmomentgrößen wird der erste Bereich zu dem zweiten Bereich der Antriebs- oder Abtriebswelle 20 bzw. 21 mit Hilfe der Kupplung 24 blockiert, so dass die Energie in der Feder gespeichert wird und sich der Antriebsstrang nicht aufschwingt.
8 zeigt ein schematisches Diagramm eines Drehmomentverlaufs M über der Zeit t für die Ausführungsform gemäß 7. Dazu wird bei einer Schwankung des mittleren Momentes um ΔM die Kupplung 24, wie sie in 7 gezeigt wird, aktiviert, so dass ein nahezu gleichmäßiger Energiefluss in diesem Tolleranzbereich von ΔM über den Antriebsstrang zum Generator hin möglich wird. Wird dieses ΔM überschritten, so kann die Kupplung gelöst werden, wobei nun die Feder bis zu einem Drehmoment M_max Energie aufnehmen kann und anschließend die Verdrehung bei Erreichen des maximal möglichen Drehmomentes M_max blockiert.
Die in der Feder gespeicherte Energie beim maximalen Drehmoment M_max kann in der Folge an das System abgegeben werden, wobei sich nach kurzer Zeit eine minimale Schwankung des mittleren Momentes um ΔM einstellen kann. Somit kann die Kupplung 24 beim Zeitpunkt t₂ wieder eingerastet werden, bis schließlich beim Zeitpunkt t₃ erneut ΔM überschritten wird und durch Freigabe der Kupplung überschüssige Energie entweder gespeichert oder bei nachlassendem Moment an das Gesamtsystem zurückgeführt werden kann, bis schließlich wieder bei t₄ eine Schwankung des Drehmoments im Bereich ΔM erreicht wird, so dass erneut die Kupplung 24, wie in 7 gezeigt, in Eingriff gebracht wird, um die beiden Bereiche des Antriebsstranges bzw. des Abtriebstranges miteinander zu verbinden.
9 bis 11 zeigen Prinzipskizzen und Diagramme sowie ein Schaltbild einer Windkraftanlage gemäß dem Stand der Technik, die einleitend bereits erörtert wurden und zur Vermeidung von Wiederholungen hier nicht erneut betrachtet werden.

1: Energiegewinnungsanlage (1. Ausführungsform)
2: Energiegewinnungsanlage (2. Ausführungsform)
3: Energiegewinnungsanlage (3. Ausführungsform)
4: Energiegewinnungsanlage (4. Ausführungsform)
5: Energiegewinnungsanlage (5. Ausführungsform)
6: Energiegewinnungsanlage (6. Ausführungsform)
7: Energiegewinnungsanlage (Stand der Technik)
8: Rotor
9: Generator
10: Netz bzw. Last
11: mechanisches Speicherelement
12: elektrisches Speicherelement
13: elektromechanischer Wandler
14: Leistungselektronik
15: regelbarer Speicher
16: erster Zwischenkreisspeicher
17: zusätzlicher zweiter Zwischenkreisspeicher
18: Wirbelstrombremse
19: Wirbelstrommotor
20: Antriebswelle (20')
21: Abtriebswelle (21')
22: Übersetzungsgetriebe
23: Federspeicherelement
24: Kupplung
25: Getriebeabzweigung
26: leistungselektronisches Stellglied
27: nachgeschaltete Einrichtung
28: Rotorblatt
29: Windböen
30: Antriebsstrang
31: Turmschatten
32: L-Filter und C-Filter Eingangsblock
33: 3-phasiger Eingangsgleichrichter
34: Zwischenkreisspeicher
35: 3-phasiger Ausgangswechselrichter
36: L-Filter und C-Filter Ausgangsblock
37: Generatorspannungsverlauf
38: Netzspannungsverlauf
39: Transformator
40: Generatorausgang
41: Steuergerät
42: D/D-Wandler
43: A/D-Wandler
44: D/A-Wandler
45: A/A-Stellglied
46: Dämpfungsglied
47: Dämpfungsglied
48: Dämpfungsglied
49: Dämpfungsglied
50: Torsionsfeder
51: erstes Ende der Torsionsfeder
52: zweites Ende der Torsionsfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2005/0017512 A1 [0009]
- US 2008/0067815 A1 [0010]
- DE 102007021213 A1 [0011]

Claims

Stationäre Energiegewinnungsanlage mit mindestens einem mechanisch angetriebenen Rotor (8) und einem mechanisch koppelten Generator (9), wobei die Energiegewinnungsanlage (1) eine Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Energiegewinnungsanlage (1) mindestens ein mechanisches, hydraulisches, elektrisches oder chemisches Speicherelement (11, 12) mit oder ohne elektromechanischem Wandler (13) aufweist, das eine in einem Antriebsstrang auftretende Schwingung oder Störgröße durch Energieaustausch oder Energieherausnahme kompensiert oder dämpft.
Energiegewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einer Leistungselektronik (14) ein regelbarer Speicher (15) zur Aufnahme von Energie angeordnet ist, der die Aufnahme von Energie in Abhängigkeit einer mechanischen Schwingungsbelastung der Energiegewinnungsanlage (1) variiert.
Energiegewinnungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (14) ein leistungselektronisches Stellglied mit einem elektronischen Zwischenkreis aufweist, wobei der Zwischenkreis einen ersten elektrischen Zwischenkreisspeicher (16) aufweist, dem ein oder mehrere zusätzliche Zwischenkreisspeicher (17) mit variabler Energieaufnahme parallel geschaltet sind.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Zwischenkreis gespeicherte Energie variabel ist.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Speicher (11) über einen elektromechanischen Wandler (13), der mit dem Rotor des Generators (9) zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße zusammenwirkt, mechanische Energie speichert und die gespeicherte Energie zurückgibt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Speicher (11) über einen elektromechanischen Wandler (13), der mit dem Stator des Generators (9) zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße zusammenwirkt, mechanische Energie speichert und die gespeicherte Energie zurückgibt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Speicher (12) über ein leistungselektronisches Stellglied (26), das mit dem Rotor des Generators (9) zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße zusammenwirkt, elektrische Energie speichert und elektromechanisch oder elektrisch Energie zurückführt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Speicher (12) über ein leistungselektronisches Stellglied (26), das mit dem Stator des Generators (9) zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße zusammenwirkt, Energie speichert und als elektromechanische oder elektrostatische Energie zurückführt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (20) ein Dämpfungselement angeordnet ist, das als ein elektromechanischer Wandler wie eine Wirbelstrombremse (18) Energie zu einem Speicher (12) abführt und zeitversetzt wieder zuführt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abtriebswelle (21) eines Übersetzungsgetriebes (22) zwischen dem Rotor (8) und dem Generator (9) ein Dämpfungselement angeordnet ist, das als ein elektromechanischer Wandler wie eine Wirbelstrombremse (18) Energie zu einem Speicher (12) abführt und zeitversetzt wieder zuführt.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (20) oder auf einer Abtriebswelle (21) eines Übersetzungsgetriebes (22) ein Federspeicherelement (23) angeordnet ist, das eine veränderliche Torsionssteifigkeit aufweist und mit einem Antriebswellenbereich (20') bzw. Abtriebswellenbereich (21') mechanisch gekoppelt ist.
Energiegewinnungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Federspeicherelement (23) und Antriebswellenbereich (20') bzw. Abtriebswellenbereich (21') eine Kupplung (24) angeordnet ist.
Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (22) eine Getriebeabzweigung (25) für mechanische Energie, die mechanisch speicherbar und elektromechanisch abrufbar ist, aufweist.
Energiegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Wellen (20, 21) in dem Antriebsstrang (30) ein Zweimassenschwungrad angeordnet ist, das Torsionsschwingungen glättet.
Verfahren zur Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße einer Energiegewinnungsanlage (1) mit mindestens einem mechanisch angetriebenen Rotor (8) und einem mit dem Rotor mechanisch gekoppelten Gene rator (9), wobei eine mit dem Generator (9) in Wirkverbindung stehende Leistungselektronik (14) einen variablen Energiefluss von dem Rotor (8) durch den Generator (9) und die Leistungselektronik (14) zur Last (10) ermöglicht, und wobei ein mechanisches, hydraulisches, chemisches oder elektrisches Speicherelement (11, 12) der Energiegewinnungsanlage (1) eine in einem Antriebsstrang (30) auftretende Schwingung oder Störgröße durch Energieaustausch kompensiert oder dämpft.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aktivieren einer Wirbelstrombremse (18) der Antriebswelle (20) und/oder der Abtriebswelle (21) einer Energiegewinnungsanlage (1) eine Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch Abzweigen eines Kraftflusses aus einem Übersetzungsgetriebe (22) und Ankoppeln einer nachgeschalteten Einrichtung (27) eine Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen zusätzlichen mechanischen oder elektrischen Speicher (11, 12), in Zusammenwirken mit dem Rotor und/oder dem Stator des Generators (9) eine Dämpfung einer Schwingung oder einer Störgröße erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungsfunktion einer Schwingung oder einer Störgröße durch einen zusätzlichen elektrischen Zwischenkreisspeicher (17) mittels zusätzlicher variabler Stromaufnahme unter variabler Zwischenkreisspannung der mit dem Generator (9) über eine Leistungselektronik (14) in Verbindung steht, erreicht wird.