DE4301342C1

DE4301342C1 - Naturkraftwerk mit stabilisierter Drehzahl

Info

Publication number: DE4301342C1
Application number: DE4301342A
Authority: DE
Inventors: Paul Heistermann
Original assignee: NIESING STAHLBAU STAHLSCHORNST
Current assignee: NIESING STAHLBAU STAHLSCHORNST
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2013-01-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 27 46 883 A1 ist grundsätzlich ein Verfahren zur Stabilisierung der Generatordrehzahl bei Kraftwerken bekannt, bei dem die in das Kraft werk eingebrachte Kraft in eine Drehbewegung umge setzt und über ein Variator-Getriebe auf den Gene rator übertragen wird. Dabei wird das Übersetzungs verhältnis des Variator-Getriebes so beeinflußt, daß eine im wesentlichen konstante Generatordrehzahl er zielt wird.

Aus der DE-OS 34 38 893 ist ein gattungsgemäßes Kraftwerk bekannt, bei dem die Leistung der Ver braucher an den Erzeuger angepaßt werden kann. Für Staugewässer ist auf diese Weise eine Anpassung an den Wasserstand und damit den auf eine Turbine einwirkenden Wasserdruck möglich, um stets einen möglichst optimalen Wirkungsgrad des Generators zu erzielen. Bei Laufgewässern kann eine Anpassung an die fließende Wassermenge und damit eine Beeinflus sung des Schluckvermögens, beispielsweise einer an getriebenen Turbine, beeinflußt werden.

Bei sämtlichen unmittelbar von Naturenergien be triebenen Kraftwerken besteht das Problem der sehr unterschiedlich stark angebotenen Primärenergie. Dies kann beispielsweise bei Wasserkraftwerken durch einen weitgehenden Wassermangel dazu führen, daß das Kraftwerk nicht arbeitet, sondern aufgrund der dem Generator entnommenen Leistung stehenbleibt. Dassel be Problem kann beispielsweise auch bei Wind-Kraft werken auftreten, wenn die Windgeschwindigkeit ent sprechend absinkt. Ein Stillstand des von der Natur kraft angetriebenen Rotors soll jedoch möglichst vermieden werden, da es erhebliche Energie kostet, den Rotor aus dem Stillstand wieder in Drehbewegung zu versetzen, so daß vorhandene Naturkräfte, die unterhalb dieser "Startenergie" liegen, nicht aus genutzt werden können, da der Rotor nicht in Dreh bewegung versetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gat tungsgemäßes Kraftwerk dahingehend zu verbessern, daß eine preiswerte und konstruktiv einfache An ordnung geschaffen wird, mit der ein Rotorstill stand auch bei abnehmender Stärke der Naturkraft möglichst vermieden werden kann.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Ausgestaltung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, zu sätzlich zu dem üblicherweise vorhandenen Drehzahl messer des Generators einen weiteren Drehzahlmesser vorzusehen, der primärseitig mit dem Variator- Getriebe verbunden ist, also in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl Meßergebnisse liefert. Dieser Dreh zahlmesser ist mit einer Lastbegrenzungsschaltung verbunden, die bei absinkender Rotordrehzahl zu nehmend die dem Generator entnommene Leistung ver ringert, so daß der Widerstand des Generators sinkt und ein Stillstand des Rotors verhindert wird. Unterhalb einer kritischen Drehzahl kann dies zu einer völligen Unterbrechung der Leistungsentnahme aus dem Generator führen, so daß unterhalb dieser Rotordrehzahl in an sich bekannter Weise auf eine Stromversorgung aus dem öffentlichen Netz umge schaltet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeich nung näher erläutert.

Dabei ist mit 1 allgemein ein Kraftwerk bezeichnet, welches als Windkraftwerk ausgebildet ist. Die Energie wird unmittelbar der Windenergie entnommen und über einen Windkraftrotor 2, ggf. unter Zwischenschaltung eines Zwischengetriebes 3, auf eine Primärwelle 4 übertragen, auf der die Primär scheiben 5 eines Variator-Getriebes 6 angeordnet sind.

Sekundärscheiben 7 des Variator-Getriebes 6 sind auf einer Sekundärwelle 8 angeordnet, die die Welle eines Generators g darstellt.

Auf der Sekundärwelle 8 ist eine Einrichtung 10 zur Drehzahlerfassung des Generators 9 angeordnet, die einen induktiven Drehzahlaufnehmer 11 umfaßt. Die vom Drehzahlaufnehmer 11 ermittelten Drehzahlen werden einer elektronischen Auswerte- und Steuer einrichtung 12 übermittelt, die in Abhängigkeit von der ermittelten Generator-Drehzahl einen Stellmotor 14 steuert.

Der Stellmotor 14 wiederum beaufschlagt die Sekun därscheiben 7 des Variotor-Getriebes 6 und kann auf diese Weise das Übersetzungsverhältnis des Variator- Getriebes 6 beeinflussen. Dieses führt zu einer Drehzahländerung der Sekundärwelle 8, so daß ein Regelkreis geschaffen wird, der eine konstante Generatordrehzahl sicherstellt.

Um eine Überlastung des Kraftwerkes durch den Generator 9 zu verhindern, was zu einem Stillstand des Rotors 2 führen könnte, wird die Drehzahl der Primärwelle 4 ständig durch einen Drehzahlmesser 15 überwacht, der einen induktiven Drehzahlaufnehmer 16 aufweisen kann, ähnlich wie die Einrichtung 10. So bald die Rotordrehzahl unter einen vorgegebenen Grenzwert gerät, wird die dem Generator 9 entnommene Leistung verringert und beispielsweise aus dem öffentlichen Stromnetz ergänzt, um eine ausreichende Versorgung der angeschlossenen Verbraucher sicher zustellen. Dabei kann eine kontinuierliche oder stufenweise Lastverringerung bis zur vollkommenen Lastabschaltung führen, bei der dem Generator 9 überhaupt keine Leistung mehr entnommen wird.

Zu diesem Zweck ist der Drehzahlmesser 15 wirksam mit einer zweiten Auswerte- und Steuereinrichtung 17 verbunden, die wiederum mit einer Schalteinrichtung zur Zuschaltung der Energie aus dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist.

Claims

1. Kraftwerk mit einem von Naturkräften unmit telbar angetriebenen Rotor, einem Generator, einem Getriebe, welches einerseits mit der Achse des Rotors und andererseits mit der Welle des Generators verbunden ist, und einer Stelleinrichtung für das Getriebe, die aus gangsseitig zur Verstellung des Übersetzungs verhältnisses mit dem Getriebe verbunden ist, um das Übersetzungsverhältnis des Ge triebes zugunsten einer konstanten Generator drehzahl zu verändern, dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe ein Variator-Getriebe (6) ist,
daß die Stelleinrichtung (12, 14) eingangssei tig mit einer Einrichtung (10) zur Drehzahler fassung des Generators (9) verbunden ist, und
daß ein Drehzahlmesser (15) für die Rotor drehzahl vorgesehen ist, der mit einem Last begrenzer für die dem Generator (9) entnom mene Leistung verbunden ist, so daß die dem Generator (9) entnommene Leistung verringert wird, sobald die Drehzahl der Welle (4) einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

2. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (10) zur Dreh zahlerfassung des Generators (9) sowie der Drehzahlmesser (15) Induktionssensoren (11, 16) umfassen.