DE102011005390A1 - Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator - Google Patents

Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator Download PDF

Info

Publication number
DE102011005390A1
DE102011005390A1 DE102011005390A DE102011005390A DE102011005390A1 DE 102011005390 A1 DE102011005390 A1 DE 102011005390A1 DE 102011005390 A DE102011005390 A DE 102011005390A DE 102011005390 A DE102011005390 A DE 102011005390A DE 102011005390 A1 DE102011005390 A1 DE 102011005390A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
generator
rotor
wind turbine
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011005390A
Other languages
English (en)
Inventor
Arno Hildebrand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Aloys Wobben
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aloys Wobben filed Critical Aloys Wobben
Priority to DE102011005390A priority Critical patent/DE102011005390A1/de
Priority to AU2011325251A priority patent/AU2011325251B2/en
Priority to NZ609843A priority patent/NZ609843A/en
Priority to CN201180053465.8A priority patent/CN103250332B/zh
Priority to CA2814438A priority patent/CA2814438C/en
Priority to JP2013537107A priority patent/JP6055772B2/ja
Priority to ES11776206T priority patent/ES2787607T3/es
Priority to MX2013004504A priority patent/MX2013004504A/es
Priority to BR112013010577A priority patent/BR112013010577A2/pt
Priority to EP11776206.2A priority patent/EP2636131B1/de
Priority to US13/883,541 priority patent/US9377008B2/en
Priority to RU2013125586/07A priority patent/RU2562964C2/ru
Priority to DK11776206.2T priority patent/DK2636131T3/da
Priority to PCT/EP2011/069117 priority patent/WO2012059463A2/de
Priority to PT117762062T priority patent/PT2636131T/pt
Priority to KR1020137014412A priority patent/KR101474180B1/ko
Priority to TW100140189A priority patent/TWI589103B/zh
Priority to ARP110104100A priority patent/AR083748A1/es
Publication of DE102011005390A1 publication Critical patent/DE102011005390A1/de
Priority to ZA2013/02785A priority patent/ZA201302785B/en
Priority to CL2013001174A priority patent/CL2013001174A1/es
Priority to JP2015188614A priority patent/JP6124970B2/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • F03D15/20Gearless transmission, i.e. direct-drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/60Cooling or heating of wind motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Es wird eine Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator vorgesehen, der einen Generator-Stator und einen Generator-Rotor zum Erzeugen von elektrischer Energie aufweist. Die Windenergieanlage weist ferner ein Flüssigkeits-Kühlsystem (300) zum Kühlen des Generator-Rotors (200) auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator sowie einen langsam drehenden Synchrongenerator.
  • Windenergieanlagen mit einem fremderregten Synchrongenerator sind seit Jahren beispielsweise von der Firma Enercon bekannt. Hierbei kann ein Rotor der Windenergieanlage (der sich drehende Teil der Gondel) direkt mit dem Rotor des Synchrongenerators verbunden sein und treibt den Rotor des Generators an, um somit elektrische Energie zu erzeugen.
  • Hierbei ist es wünschenswert, die Nennleistung der Synchrongeneratoren zu erhöhen, ohne dabei den Durchmesser des Synchrongenerators wesentlich zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Windenergieanlage nach Anspruch 1 sowie durch einen Synchrongenerator nach Anspruch 8 gelöst.
  • Somit wird eine Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator vorgesehen, welcher einen Generatorstator und einen Generatorrotor aufweist. Die Windenergieanlage weist ferner ein Flüssigkeitskühlsystem zum Kühlen des Generatorrotors auf.
  • Der Generatorrotor weist einen Polschuhträger mit einer Vielzahl von Polschuhen auf, welche am Umfang des Polschuhträgers verteilt vorgesehen sind. Der Polschuhträger weist ferner mindestens einen Kühlkanal auf, durch welchen die Kühlflüssigkeit strömen kann, um somit die Polschuhe indirekt zu kühlen.
  • Der mindestens eine Kühlkanal ist mit einem Kühlkreislauf gekoppelt, welcher mindestens einen Wärmetauscher an der Außenseite des Rotors der Windenergieanlage bzw. der Spinnerverkleidung aufweist. Der Wärmetauscher kann ferner in oder an der Verkleidung des Rotors bzw. des Spinners integriert werden.
  • In dem Kühlkreislauf können ein Ausgleichsgefäß und/oder ein Schmutzfänger vorgesehen sein. Der Kühlkreislauf weist ferner eine Pumpe zum Pumpen der Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf auf. Die Kühlflüssigkeit kann beispielsweise Wasser mit einem Anteil von Glykol darstellen.
  • Der Synchrongenerator gemäß der Erfindung ist vorzugsweise ein fremderregter Synchrongenerator und weist eine Drehzahl von bis zu 50 Umdrehungen pro Minute auf, d. h. es ist ein langsam drehender Synchrongenerator.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schmutzfiltereinheit in dem Kühlkreislauf vorgesehen zum Filtern von Partikeln bzw. Schmutz in der Kühlflüssigkeit. Der Filter ist austauschbar ausgestaltet, so dass eine Reinigung des Filters ermöglicht wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Pumpe dauerhaft betrieben bis zu einer vorab festgelegten Betriebsdauer. Nach dieser vorab festgelegten Betriebsdauer kann die Pumpe bei Bedarf betrieben werden. Nach der vorab festgelegten Betriebsdauer kann der Filter gereinigt bzw. ausgetauscht werden, so dass sichergestellt werden kann, dass die Partikel bzw. der Schmutz, der sich in der Kühlflüssigkeit befindet, herausgefiltert worden ist.
  • Die Erfindung betrifft den Gedanken, den Rotor und insbesondere die Polschuhe durch ein Flüssigkeitskühlsystem indirekt zu kühlen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Windenergieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Kühlsystems einer Windenergieanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Abschnitts eines Kühlsystems einer Windenergieanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Gondel einer Windenergieanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmetauschers eines Kühlsystems einer Windenergieanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Generatorrotors einer Windenergieanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 7 zeigt eine schematische Schnittansicht des Rotors von 6,
  • 8A zeigt eine schematische Ansicht einer Gondel einer Windenergieanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 8B zeigt eine Draufsicht auf die Gondel von 8A,
  • 9 zeigt eine Teilschnittansicht der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 10 zeigt eine weitere Teilschnittansicht der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Abschnitts der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers für eine Gondel gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Rückseite des Wärmetauschers von 13,
  • 15 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Rückseite eines Wärmetauschers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und
  • 16 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Rückseite des Wärmetauschers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Windenergieanlage weist eine Gondel 100 (mit einem Spinner und einer Spinnerverkleidung), einen Generatorrotor 200 und ein Kühlsystem 300 auf. Der Generatorrotor 200 ist innerhalb der Gondelverkleidung 100 vorgesehen. Das Kühlsystem 300 ist ein Flüssigkeits-Kühlsystem mit einem Kühlkreislauf, in welchem eine Kühlflüssigkeit fließt. Diese Kühlflüssigkeit kann beispielsweise eine Kombination aus Wasser und Glykol darstellen. Das Kühlsystem 300 weist mindestens einen Wärmetauscher 310 auf, welcher außerhalb der Gondelverkleidung 100 vorgesehen ist. Alternativ dazu kann der mindestens eine Wärmetauscher 310 in oder an der Gondelverkleidung 100 integriert sein. Das Kühlsystem 300 weist ferner mehrere Kühlrohre 310, eine Pumpeneinheit 320, optional ein Ausdehnungsgefäß 330 sowie optional eine Filtereinheit bzw. Schmutzfängereinheit 340 und mindestens einen Kühlkanal 340 in dem Generator-Rotor 200 auf.
  • Durch das Kühlsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und den dazugehörigen Kühlkreislauf kann Kühlflüssigkeit durch die Kühlkanäle 340 in den Generatorrotor 200 fließen und kann somit den Generatorrotor kühlen. Durch die Wärmetauscher 310 kann die durch den Generatorrotor erwärmte Kühlflüssigkeit wieder abgekühlt werden. Das Kühlsystem 300 befindet sich in bzw. an einem Rotor bzw. der Spinnerverkleidung der Windenergieanlage, d. h. das Kühlsystem befindet sich in bzw. an dem drehenden Teil der Windenergieanlage.
  • 2 zeigt einen ersten Ausschnitt des Kühlsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In 2 ist dabei die Pumpeneinheit 320, das Ausgleichsgefäß 330, ein Sicherheitsventil gegen Überdruck 302 und optional ein Drucksensor 303 vorgesehen. Die Pumpeneinheit 320 dient dazu, Kühlflüssigkeit durch das Kühlsystem zu pumpen. Das Ausgleichsgefäß dient dabei dazu, überschüssige Kühlflüssigkeit aufzunehmen, damit der Druck innerhalb des Kühlsystems nicht einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • 3 zeigt einen zweiten Ausschnitt des Kühlsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kühlsystem weist Kühlrohre 301 sowie eine Filtereinheit bzw. eine Schmutzfängereinheit 340 auf. Die Schmutzfängereinheit 340 ist austauschbar ausgestaltet. Damit kann die Filtereinheit bei Bedarf ausgetauscht bzw. gereinigt werden.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Pumpeneinheit 320 für eine vorgegebene Anzahl von Betriebsstunden (z. B. 300 h) betrieben werden. Bis zum Erreichen dieser Betriebsstunden wird die Pumpe dauerhaft betrieben. Spätestens nach Erreichen der festgelegten Betriebsdauer wird die Filtereinheit 340 gereinigt bzw. ausgetauscht. Nach Austausch bzw. Reinigung der Filtereinheit wird die Pumpe nur bei Bedarf betrieben. Somit kann erreicht werden, dass in dem ersten Zeitintervall bis zum Erreichen der vorab festgelegten Betriebsdauer die Kühlflüssigkeit von Partikeln und Schmutz gereinigt wird. Da das Kühlsystem ein geschlossenes Kühlsystem darstellt, sollten nach Austausch bzw. Reinigung der Filtereinheit keine weiteren Partikel bzw. kein weiterer Schmutz in der Kühlflüssigkeit vorhanden sein, so dass die Pumpe nur bei Bedarf aktiviert werden kann.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Gondel einer Windenergieanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Gondel weist dabei einen Rotor (einen sich drehenden Teil) 10 (mit einer Spinnerverkleidung) und einen hinteren – sich nicht drehenden – Teil 20 auf. An dem Rotor 10 sind Anschlüsse 30 für die Rotorblätter 31 vorhanden. Außen an dem Rotor 10 ist mindestens ein Wärmetauscher 310 vorgesehen. Dieser Wärmetauscher 310 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann dem Wärmetauscher 310 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Der Wärmetauscher 310 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist Teil eines Flüssigkeits-Kühlsystems zum Kühlen des Generatorrotors. Hierbei kann das Kühlsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dem Kühlsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmetauschers 310 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei kann der Wärmetauscher 310 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auch als Wärmetauscher in dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
  • Der Wärmetauscher 310 weist einen Zufluss bzw. Abfluss 311, einen ersten Rohrabschnitt 313, eine Vielzahl von Kühlrohren 314 sowie einen zweiten Rohrabschnitt 315 auf, welcher mit einem Abfluss bzw. Zufluss 312 verbunden ist. Zwischen dem ersten und zweiten Rohrabschnitt 313, 315 sind eine Vielzahl von Kühlrohren 314 vorgesehen. Die Kühlflüssigkeit fließt dabei durch die Abschnitte 313, 314 sowie durch die Vielzahl der Kühlrohre 314.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Synchrongenerator-Rotors einer Windenergieanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der Generator-Rotor 200 weist einen Polschuhträger 210 mit einer Vielzahl von Polschuhen 220 sowie mit mindestens einem Kühlkanal 230 auf. In dem Kühlkanal 230 kann die Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufs fließen und kann somit die Polschuhe 220 indirekt kühlen. Dieser Kühlkanal 230 kann den Kühlkanal 340 des Kühlsystems darstellen und kann zum Kühlen des Generatorrotors vorgesehen werden.
  • 7 zeigt eine schematische Schnittansicht des Rotors von 6. Der Generator-Rotor weist mehrere Polschuhe 220 auf einem Polschuhträger 210 auf. Der Generator-Rotor weist ferner mindestens einen Kühlkanal 230 unterhalb des Polschuhträgers 210 auf. Dieser Kühlkanal kann als ein Kühlkanal oder als eine Mehrzahl von Kühlkanälen ausgestaltet sein.
  • Die Kühlflüssigkeit gemäß der Erfindung weist vorzugsweise einen Frostschutz auf, damit sichergestellt werden kann, dass die Kühlflüssigkeit nicht gefriert, auch wenn es zu einem Netzausfall kommt und die Windenergieanlage keine elektrische Energie aus dem Netz beziehen kann, um beispielsweise die Pumpe zu betreiben. Durch den Zusatz von Frostschutzmitteln zu der Kühlflüssigkeit wird somit sichergestellt, dass die Kühlflüssigkeit auch im Stillstand der Windenergieanlage nicht gefriert.
  • Die Drehzahl des Synchrongenerators gemäß der Erfindung liegt im Bereich zwischen 0 und 50 Umdrehungen pro Minute und insbesondere zwischen 0 und 20 Umdrehungen pro Minute.
  • Durch das Vorsehen des Flüssigkeits-Kühlsystems zum Kühlen des Generator-Rotors und insbesondere der Polschuhe kann der Erregerstrom, welcher in die Rotorwicklung gespeist wird, erhöht werden. Ohne das erfindungsgemäße Flüssigkeits-Kühlsystem und die damit verbundene indirekte Kühlung der Polschuhe würden die Polschuhe bei einem erhöhten Erregerstrom zu warm werden, so dass es zu Beschädigungen der Polschuhe kommen kann. Mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Kühlsystem wird somit sichergestellt, dass aufgrund der indirekten Kühlung die Polschuhe ausreichend gekühlt werden und einen vorab festgesetzten Temperaturschwellwert nicht überschreiten.
  • 8A zeigt eine schematische Ansicht einer Gondel einer Windenergieanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Gondel gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist einen sich nicht drehenden Teil 20 sowie einen sich drehenden Rotor 10 auf. An dem Rotor 10 sind Anschlüsse 30 für die Rotorblätter vorgesehen. Ferner ist an dem Rotor 10 mindestens ein Wärmetauscher 310a vorgesehen. Der Wärmetauscher 310a ist in die Spinnerverkleidung bzw. die Außenhaut des Rotors 10 integriert. Der Wärmetauscher gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann zusammen mit dem Kühlsystem gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
  • 8B zeigt eine Draufsicht auf die Gondel von 8A. Die Wärmetauscher 310a sind an die äußere Gestaltung bzw. Form des Rotors 10 angepasst bzw. sie sind in die Spinnerverkleidung bzw. die Außenhaut des Rotors 10 integriert, d. h. die Wärmetauscher sind gebogen ausgestaltet.
  • 9 zeigt eine Teilschnittansicht der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Der Wärmetauscher 310a ist in die Spinnerverkleidung bzw. die Außenhaut des Rotors 10 integriert, d. h. die Wärmetauscher sind gebogen bzw. kreisbogenförmig ausgestaltet.
  • 10 zeigt eine weitere Teilschnittansicht der Gondel der Windenergieanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Auch in 10 ist zu sehen, dass der Wärmetauscher 310a in oder an die Außenverkleidung des Rotors integriert ist. Hierbei kann optional ein Teil des Wärmetauschers 310a über die Spinnerverkleidung bzw. die Rotoraußenhaut hinausragen. Der Wärmetauscher 310a kann an der Innenseite durch Stützbleche bzw. -stege verstärkt werden. Der Wärmetauscher 310a kann aus einer Mehrzahl von Modulen bestehen, die zusammengesetzt (z. B. geschweißt) werden.
  • 11 zeigt eine schematische Darstellung des Wärmetauschers 310a. Der Wärmetauscher 310a weist eine Basiseinheit 310b mit mehreren Kanälen 310d auf. Auf der Basiseinheit 310b sind eine Vielzahl von Kühlrippen 310c vorgesehen. Die Kühlrippen sind dabei in Richtung der Drehachse des Rotors ausgerichtet. Alternativ dazu können sie auch in einem Winkel von z. B. 30° zur Drehachse ausgerichtet sein.
  • 12 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, Der Wärmetauscher 310a weist eine Vielzahl von parallel angeordneten Kühlrippen 310c auf. Diese Kühlrippen 310c können über die Außenhaut des Rotors 10 hinausragen. Bei Betrieb der Windenergieanlage wird der Wind an den Kühlrippen 310c entlang streichen und wird zur Kühlung dieser Kühlrippen 310c beitragen. Der Wärmetauscher 310a ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kreisbogenförmig ausgestaltet, damit er an die Außenhaut des Rotors angepasst ist. Der Wärmetauscher 310a kann aus einer Mehrzahl von Wärmetauschmodulen bestehen, welche beispielsweise zusammengeschweißt werden. Hierbei sind die Schweißnähte vorzugsweise parallel zur Drehachse des Rotors vorgesehen.
  • 13 zeigt eine perspektivische Schnittansicht des Wärmetauschers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, Der Wärmetauscher weist eine Basiseinheit 310b mit beispielsweise zwei Kanälen 310b auf. Auf der Basiseinheit 310b sind eine Mehrzahl von Kühlrippen 310c vorgesehen. Die Kühlrippen 310c sind im montierten Zustand vorzugsweise parallel zu der Drehachse des Rotors ausgerichtet. Alternativ dazu kann ein Winkel zwischen der Längsachse der Kühlrippen 310c und der Drehachse des Rotors vorhanden sein. Dieser Winkel kann beispielsweise 30° betragen. Auf der Unterseite der Basiseinheit ist ein erstes Loch bzw. Öffnung 310f und ein zweites Loch bzw. Öffnung 310g vorgesehen. Die Kanäle 310d sind dazu ausgestaltet, dass eine Kühlflüssigkeit durch die Kanäle fließen kann, wobei die Kühlflüssigkeit ihre Wärme an die Kühlrippen 310c abgibt und die Kühlflüssigkeit somit abgekühlt wird. Das erste Loch 310f kann beispielsweise dazu dienen, die zu kühlende Kühlflüssigkeit in den Kanal einzuführen. Das zweite Loch 310g kann dazu dienen, das abgekühlte Kühlmittel abfließen zu lassen.
  • 14 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Rückseite des Wärmetauschers, In 14 ist eine Rückseite des Wärmetauschers 310a gezeigt. Ferner ist das erste und zweite Loch 310f und 310g gezeigt. Gemäß dem Beispiel von 14 ist ein mäanderförmiger Kanal zwischen dem ersten und zweiten Loch 310f, 310g vorhanden, durch den das Kühlmittel bzw. die Kühlflüssigkeit fließen kann. Durch das erste Loch 310f wird das zu kühlende Kühlmittel bzw. die zu kühlende Kühlflüssigkeit eingeführt und fließt durch den Kanal 310d. Beim Fließen durch den Kanal kann die Kühlflüssigkeit Wärme an den Wärmetauscher abgeben, wobei die Wärme dann durch die Kühlrippen 310c an die Umgebungsluft abgegeben wird. Die abgekühlte Kühlflüssigkeit kann dann durch das zweite Loch 310g wieder abfließen.
  • 15 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Rückseite des Wärmetauschers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Der Wärmetauscher 310a gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann aus mehreren Modulen wie beispielsweise in 13 gezeigt aufgebaut sein. Hierbei werden die Module beispielsweise zusammengeschweißt. Auf der Innenseite des Wärmetauschers können ferner Stützbleche bzw. Stützstege 310e vorgesehen werden. In 15 sind drei Stützbleche vorgesehen, so dass die Stützbleche zwei Kanäle 310i, 310j ausbilden. Der erste Kanal 310i und der zweite Kanal 310j können dann dazu verwendet werden, um die zu kühlende Kühlflüssigkeit zuzuführen (erster Kanal 310i) und die abgekühlte Kühlflüssigkeit durch den zweiten Kanal 310j abzutransportieren. Hierbei ist der erste Kanal 310i derart ausgestaltet, dass die ersten Löcher 310f in seinem Bereich liegen. Der zweite Kanal 310i ist derart ausgestaltet, dass die Löcher 310g sich in seinem Bereich befinden.
  • 16 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Rückseite des Wärmetauschers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Die perspektivische Ansicht gemäß 14 stellt eine andere Ansicht des in 15 gezeigten Wärmetauschers dar. Insbesondere sind in 16 die Stützstege 310i gezeigt, welche den ersten Kanal 310i und den zweiten Kanal 310j jeweils mit den ersten Öffnungen 310f und den zweiten Öffnungen 310g ausbilden. Der erste und zweite Kanal können jeweils durch einen Deckel 310h verschlossen werden, so dass ein geschlossener Kanal ausgebildet werden kann und die zu kühlende Kühlflüssigkeit in den ersten Kanal 310i einfließen und die abgekühlte Kühlflüssigkeit aus dem zweiten Kanal 310j abfließen kann. Die Kühlrippen gemäß der Erfindung können Ausnehmungen (z. B. ausgefräst) aufweisen.

Claims (10)

  1. Windenergieanlage, mit einem Synchrongenerator, der einen Generator-Stator und einen Generator-Rotor (200) aufweist, und einem Flüssigkeits-Kühlsystem (300) zum Kühlen des Generator-Rotors (200).
  2. Windenergieanlage nach Anspruch 1, wobei das Flüssigkeits-Kühlsystem (300) mindestens einen Wärmetauscher (310, 310a) und mindestens einen Kühlkanal (340, 230) in dem Generator-Rotor (200) aufweist, wobei Kühlflüssigkeit durch den mindestens einen Wärmetauscher (310) und den mindestens einen Kühlkanal (340, 230) in dem Generator-Rotor (200) fließt.
  3. Windenergieanlage nach Anspruch 2, wobei das Flüssigkeits-Kühlsystem (300) eine Filtereinheit (340) zum Filtern der Kühlflüssigkeit, eine Pumpeneinheit (320) zum Pumpen der Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf und ein Ausdehnungsgefäß (330) aufweist.
  4. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Generator-Rotor einen Polschuhträger (210) mit einer Mehrzahl von Polschuhen (220) und mindestens einem Kühlkanal (230) aufweist, durch welchen die Kühlflüssigkeit fließen kann.
  5. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Wärmetauscher (310a) in oder an einer Außenhaut eines Rotors (10) der Windenergieanlage vorgesehen ist und insbesondere an die Außenkontur des Rotors angepasst ist.
  6. Windenergieanlage nach Anspruch 5, wobei der Wärmetauscher (310a) eine Basiseinheit (310b) mit mindestens einem Kanal (310d) und eine Mehrzahl von Kühlrippen (310c) aufweist, welche nach außen gerichtet sind.
  7. Windenergieanlage nach Anspruch 6, wobei die Kühlrippen (310c) in Richtung oder in einem Winkel zu der Drehachse des Rotors ausgerichtet sind.
  8. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Wärmetauscher aus Wärmetauschermodulen besteht, welche jeweils eine erste und zweite Öffnung (310f, 310g) zum Zuführen und Abführen von Kältemittel in den Kanal (310d) aufweist.
  9. Windenergieanlage nach Anspruch 8, wobei der Wärmetauscher an seiner Innenseite Stützbleche bzw. Stützstege (310e) aufweist, welche einen ersten und zweiten Kanal (310i, 310j) ausbilden, wobei der erste und zweite Kanal (310i, 310j) zum Zuführen und Abführen der Kühlflüssigkeit dient.
  10. Langsam drehender Synchrongenerator, mit einem Generator-Stator, einem Generator-Rotor (200) und einem Flüssigkeits-Kühlsystem (300) zum Kühlen des Generator-Rotors (200).
DE102011005390A 2010-11-04 2011-03-10 Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator Withdrawn DE102011005390A1 (de)

Priority Applications (21)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011005390A DE102011005390A1 (de) 2011-03-10 2011-03-10 Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator
RU2013125586/07A RU2562964C2 (ru) 2010-11-04 2011-10-31 Ветроэлектрическая установка с синхронным генератором, а также медленно вращающийся синхронный генератор
DK11776206.2T DK2636131T3 (da) 2010-11-04 2011-10-31 Vindenergianlæg med synkrongenerator og langsomt roterende synkrongenerator
NZ609843A NZ609843A (en) 2010-11-04 2011-10-31 Wind energy installation having a synchronous generator, and slowly rotating synchronous generator
CA2814438A CA2814438C (en) 2010-11-04 2011-10-31 Wind energy installation having a synchronous generator, and slowly rotating synchronous generator
JP2013537107A JP6055772B2 (ja) 2010-11-04 2011-10-31 同期発電機を有する風力発電装置、並びに緩慢に回転する同期発電機
ES11776206T ES2787607T3 (es) 2010-11-04 2011-10-31 Instalación de energía eólica con generador síncrono y generador síncrono de giro lento
MX2013004504A MX2013004504A (es) 2010-11-04 2011-10-31 Instalacion de energia eolica que tiene generador sincronico y generador sincronico de rotacion lenta.
BR112013010577A BR112013010577A2 (pt) 2010-11-04 2011-10-31 instalação de energia eólica, e, gerador síncrono
PCT/EP2011/069117 WO2012059463A2 (de) 2010-11-04 2011-10-31 Windenergieanlage mit synchrongenerator sowie langsam drehender synchrongenerator
US13/883,541 US9377008B2 (en) 2010-11-04 2011-10-31 Wind energy installation having a synchronous generator, and slowly rotating synchronous generator
AU2011325251A AU2011325251B2 (en) 2010-11-04 2011-10-31 Wind energy installation having a synchronous generator, and slowly rotating synchronous generator
CN201180053465.8A CN103250332B (zh) 2010-11-04 2011-10-31 具有同步发电机的风能设备以及缓慢转动的同步发电机
EP11776206.2A EP2636131B1 (de) 2010-11-04 2011-10-31 Windenergieanlage mit synchrongenerator sowie langsam drehender synchrongenerator
PT117762062T PT2636131T (pt) 2010-11-04 2011-10-31 Instalação de energia eólica com gerador síncrono bem como gerador síncrono de rotação lenta
KR1020137014412A KR101474180B1 (ko) 2010-11-04 2011-10-31 동기 발전기를 갖는 풍력 발전 장치 및 저속 회전 동기 발전기
TW100140189A TWI589103B (zh) 2010-11-04 2011-11-03 包含一同步發電機及慢速旋轉同步發電機的風力發電設備
ARP110104100A AR083748A1 (es) 2010-11-04 2011-11-04 Instalacion de energia eolica con generador sincronico asi como generador sincronico que gira lentamente
ZA2013/02785A ZA201302785B (en) 2010-11-04 2013-04-18 Wind energy installation having a synchronous generator, and slowly rotating synchronous generator
CL2013001174A CL2013001174A1 (es) 2010-11-04 2013-04-29 Instalacion de energia eolica con un generador sincronico, el cual presenta un generador-estator y un generador-rotor, y un sistema de enfriamiento con liquido para el generador-rotor, donde dicho sistema de enfriamiento presenta por lo menos un intercambiador de calor y por lo menos un canal de enfriamiento, en donde dicho liquido circula por el por lo menos un intercambiador de calor y el por lo menos un canal de enfriamiento en el generador-rotor; generador sincronico de giro lento
JP2015188614A JP6124970B2 (ja) 2010-11-04 2015-09-25 同期発電機を有する風力発電装置、並びに緩慢に回転する同期発電機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011005390A DE102011005390A1 (de) 2011-03-10 2011-03-10 Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011005390A1 true DE102011005390A1 (de) 2012-09-13

Family

ID=46705306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011005390A Withdrawn DE102011005390A1 (de) 2010-11-04 2011-03-10 Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011005390A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108561280A (zh) * 2018-04-03 2018-09-21 优利康达(天津)科技有限公司 风力发电机用整流罩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108561280A (zh) * 2018-04-03 2018-09-21 优利康达(天津)科技有限公司 风力发电机用整流罩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2636131B1 (de) Windenergieanlage mit synchrongenerator sowie langsam drehender synchrongenerator
EP2615299B1 (de) Turmkopf einer Windenergieanlage
EP1525396B1 (de) Windturbine mit einem geschlossenen kühlkreislauf
DE102006035721B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Windkraftanlagengeneratoren
EP1200733B2 (de) Windenergieanlage mit einem geschlossenen kühlkreislauf
DE19932394C5 (de) Windenergieanlage mit einem geschlossenen Kühlkreislauf
DE10324228A1 (de) Wartungsarmes Zweikreiskühlsystem auf Seewasserbasis, u.a. zur Kühlung von Offshore-Windenergieanlagen
DE102008050848A1 (de) Ringgenerator
DE10000370A1 (de) Windenergieanlage mit einem geschlossenen Kühlkreislauf
EP2504575B1 (de) Windkraftanlage und Verfahren zur Temperaturregulierung mindestens einer Komponente einer Windkraftanlage
EP2508051B1 (de) Kühlvorrichtung
WO2018202247A1 (de) Vorrichtung zum gewinnen von wasser aus einer umgebungsatmosphäre
DE102016111332B3 (de) Modular aufgebaute Windenergieanlage
WO2015055355A1 (de) Einrichtung zum ablenken von zumindest einem teil eines axial in einem zwischen einem rotor und einem stator einer rotierenden elektrischen maschine angeordneten zwischenraum strömenden kühlfluids
DE102011005390A1 (de) Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator
DE102008017376A1 (de) Generatorgehäuse für eine Windenergieanlage
WO2014177363A2 (de) Synchrongenerator-stator und synchrongenerator
DE202010017639U1 (de) Windenergieanlage mit Synchrongenerator sowie langsam drehender Synchrongenerator
DE102015213514A1 (de) Statorring, Generator, sowie Windenergieanlage mit selbigem
AT519081B1 (de) Verfahren zum kühlen des rotors eines elektrischen generators
EP3317533B1 (de) Windenergieanlage und kühlvorrichtung für eine windenergieanlage
EP4015818A1 (de) Windenergieanlage
DE102004044654B4 (de) Brennstoffzellensystem und seine Verwendung
EP3775537B1 (de) Windturbine und steuerungsverfahren dafür
DE102011103311A1 (de) Windenergieanlage mit geschlossenem Kühlkreislauf

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: EISENFUEHR, SPEISER & PARTNER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: WOBBEN PROPERTIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: WOBBEN, ALOYS, 26607 AURICH, DE

Effective date: 20121211

R082 Change of representative

Representative=s name: EISENFUEHR SPEISER PATENTANWAELTE RECHTSANWAEL, DE

Effective date: 20121211

Representative=s name: EISENFUEHR, SPEISER & PARTNER, DE

Effective date: 20121211

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F03D0011000000

Ipc: F03D0080600000

R120 Application withdrawn or ip right abandoned