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Windkraftwerke
Die Ingenieure stehen wie bei den Wellen- und Strömungskraftwerken auch bei den Windkraftwerken vor der Aufgabe, die stark variierende Bewegungsenergie der Naturelemente in gleichmäßigen Strom zu verwandeln. Handelt es sich um Parke mit mehreren Windkraftrotoren, dann muss die Energie in welcher Form auch immer zentral zusammengeführt werden. Momentan verfährt man so, das jede einzelne Rotormaschine Strom erzeugt der dann durch Verkabelung zusammengeführt wird. Der technische Aufwand für die Stromerzeugung verteilt auf einzelne Maschine ist hoch. Nennen wir hier das Innenleben einer Gondel eines Windkraftrades: Kupplung als Dämpferelement, Getriebe, eventuell stufenlos geregelt, Generator, Frequenzwandler und Bremse und damit dies alles zusammenspielt, eine Menge Elektronik, Elektromechanik, Ölhydraulik und Kühlanlagen.
Laut einer Statistik setzen sich die Ausfallursachen bei Windkraftanlagen folgender maßen zusammen: Am störanfälligsten ist die Elektrik sie kommt auf 24 %. Dann folgt die elektronische Regelung mit 18 %; Sensoren mit 10 %; Hydraulikanlagen mit 9 %; Rotorblätter und Windrichtungsnachführung beide mit 7 %; mechanische Bremse und Rotornabe mit 5 %; Generator, Tragende Teile und Getreibe mit je 4 %; und mit nur mehr 2 % der Antriebsstrang.
Wer in Deutschland viel auf Achse ist, dem entgehen nicht die Windparke und auch nicht, dass immer wieder einzelne Räder stehen. Diese Störanfälligkeit darft nicht verwundern, zu kompliziert ist die gesamte Umwandlungstechnik.
Im Grunde ist es nun gleichgültig, in welcher Form der Energietransfer von den einzelnen Gondeln zum Sammelpunkt zusammengeführt wird. Dieser Energietransfer, also von den Einzelnen Windrädern zur Sammelstelle kann auch Presswasser sein kann, handelt es sich doch nur um relativ kurze Strecken. In diesem Fall beinhalten die Gondeln statt Generatoren, Getriebe und so weiter nur stufenlos geregelte Kolbenpumpen, so wie unter dem Kapitel Umkehrosmose beschrieben. Solch ein Innenleben mit Kolbenpumpen kostet natürlich wesentlich weniger, hat keine Elektrik, braucht nur minimalste, wenn überhaupt, Elektronik und Sensoren. Bremse fällt ganz weg, denn das erledigt elegant die Kolbenpumpe, und auch der Antriebsstrang ist einfacher. Nicht dass wir nun davon ausgehen, dass sich unser Konzept bei einzelnen Windrädern behaupten kann. Anders aber bei Windparken mit mehreren Windrädern. Denn die Summe der Einsparungen der einzelnen Gondeln übertrifft die Kosten einer einzigen Peltonturbine an der Sammelstelle.
Im Bild das Prinzip das sich immer wieder wiederholt, ob bei Wellenkraftwerken mit einer Vielzahl von Schwimmkörpern oder wie in diesem Kapitel bei Windkraftparken. Also Presswasser, erzeugt durch Zylinder oder Kolbenpumpen, das ein zentrales Kraftwerk, in unserm Fall immer eine Peltonturbiene, antreibt.
Bei Windkraftwerken geht der Trend nach immer größeren Anlagen, einfach weil mit dem Größenzuwachs die Ausbeute exponentiell steigt, und auch eine große Gondel weniger kostet als viele Kleine. So geht man immer fortzu an die Grenze des Machbaren und setzt sich dem Risiko aus, dass man diese Grenzen auch mal überschreitet. Reduzieren sich nun die Kosten der Gondel, dann könnte man von den Grenzen doch etwas entfernt bleiben und sich mit kleineren Windrädern anfreunden.
Offshore Windparke
Winde sind es, die die Wellen hochtreiben. Also kommt zuerst der Wind und erst später die Wellen. Umgekehrt kommen noch Wellen wenn der Wind schon lange seine Stärke verloren hat. Sinnvoll und angebracht wäre es sicherlich Offshore-Windkraftparke mit Wellenkraftwerken zu koppeln. Da nun Wellenkraftwerke nach unserer Vision am Besten durch Zylinder betrieben werden, ist es sinnvoll, auch die Windräder Presswasser erzeugen zu lassen, und mit beiden Systemen eine einzige Peltonturbine an zu treiben.
