Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Saarbrücker Forscher machen Windkraftanlagen effizienter

17.09.2013
Geringerer Energieverlust und damit höherer Wirkungsgrad: Saarbrücker Regelungstechniker optimieren mit ihrer Forschung den Betrieb von Windkrafträdern.

Als ein „Forschungsprojekt, das die Zukunft der Energie- und Automationstechnik prägen wird“ fördert der Technologiekonzern ABB das Projekt der Forschergruppe von Professor Joachim Rudolph im Rahmen des ABB Research Grant-Programms. Die Saarbrücker Ingenieure setzten sich dabei gegen mehr als 500 Projekte aus über 250 Universitäten aus aller Welt durch.

Weltweit drehen sich immer mehr Windräder. Hierzulande deckten die Windkraftwerke im vergangenen Jahr laut dem aktuellen „Windenergie Report Deutschland“ 7,7 Prozent des Stromverbrauchs, ihre Gesamtleistung liegt bei über 31.000 Megawatt. Künftig sollen die Anlagen noch mehr Energie liefern können: Hieran arbeiten Regelungstechniker der Saar-Uni.

„Von dem Strom, den die Windenergieanlagen erzeugen, soll möglichst viel in die Stromnetze eingespeist werden und möglichst wenig verloren gehen“, erklärt Joachim Rudolph sein Vorhaben. Gemeinsam mit seiner Forschergruppe verbessert der Professor für Systemtheorie und Regelungstechnik der Saar-Uni hierzu den Betrieb von Windkraftanlagen, genau gesagt von solchen Windkrafträdern, die zur Energiewandlung einen so genannten doppeltgespeisten Generator einsetzen.

Eine Windkraftanlage fängt mit ihren Rotoren die Energie des Windes ein, ein Generator wandelt diese Bewegungsenergie in elektrische Energie um, damit sie in das Stromnetz eingespeist werden kann. Hierbei sorgt ein so genannter Umrichter dafür, dass die Spannung, die erzeugt wird, auch zu der passt, die im Netz herrscht. Nicht nur Windflaute oder vereiste Rotorblätter verringern bei diesem Geschäft die Ausbeute. Auch der Betrieb der Anlage selbst zapft Energie und damit Erträge ab. Die Energie, die oben die Rotorblätter beständig dreht, kommt nicht eins zu eins unten als Strom fürs Netz heraus. „Eine Anlage speist nicht so viel Strom ein wie sie theoretisch erzeugen könnte“, sagt Professor Rudolph. In allen Teilen des Zusammenspiels von Rotoren, Generator, Umrichter und weiteren Abläufen geht Energie verloren: Alle Prozesse, die in der Windanlage zwischen dem Drehen des Rads und dem „fertigen“ Strom ablaufen, verbrauchen selbst Energie – und das schmälert den Stromertrag.

„Unsere Aufgabe ist es, die elektrischen Prozesse, die im Windkraftrad ablaufen, passgenau so anzusteuern und zu regeln, dass der Energieverlust minimiert wird und die Anlage trotzdem stabil, störungsfrei und optimal läuft“, erläutert Professor Rudolph. Wie in einem guten Team müssen die Aufgaben, an die jeweilige Betriebssituation angepasst, zwischen den elektrischen Komponenten verteilt werden. Hierzu nutzen die Saarbrücker Ingenieure die Mathematik. Die Spezialität der Forschergruppe von Professor Rudolph sind modellbasierte Algorithmen für sehr schnelle Präzisionsregelung. Die Regelungstechniker modellieren die Einzelprozesse mathematisch, beschreiben die Vorgänge mit nichtlinearen Differentialgleichungen. Auf diese Weise können die Abläufe in der Folge besser koordiniert werden. „Durch geschickte mathematische Lösungen, hochleistungsfähige Algorithmen und eine besser geregelte Koordination können die Prozesse effizienter ablaufen, wodurch weniger Energie durch den Betrieb der Anlage selbst verloren geht“, erläutert Professor Rudolph.

Bei seinen Forschungen wird der Saarbrücker Experte für Regelungstechnik jetzt vom Technologiekonzern ABB gefördert, einem Unternehmen der Energie- und Automationstechnik mit etwa 10.000 Mitarbeitern allein in Deutschland. Mehr als 500 Forschergruppen von über 250 Universitäten in 46 Ländern hatten sich um eine solche Förderung beworben. 40 Forschungsprojekte wurden im Rahmen des ABB Research Grant-Programms ausgewählt.

Kontakt:
Professor Dr.-Ing. Joachim Rudolph: Tel.: 0681 302-64721; E-Mail: j.rudolph@lsr.uni-saarland.de
David Kastelan: Tel.: 0681 302-64724; E-Mail: d.kastelan@lsr.uni-saarland.de
http://www.uni-saarland.de/lsr
Pressefoto für den kostenlosen Gebrauch: http://www.uni-saarland.de/pressefotos
Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Telefoninterviews in Studioqualität über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung): Interviewwünsche: 0681/302-2601 oder -64091

(Windenergie Report Deutschland 2012 des Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel: www.windmonitor.de/report)

Claudia Ehrlich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de
http://www.windmonitor.de/report

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Flüssiger Treibstoff für künftige Computer
15.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Im Focus: Physiker erzeugen gezielt Elektronenwirbel

Einem Team um den Oldenburger Experimentalphysiker Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt ist es mithilfe ultrakurzer Laserpulse gelungen, gezielt Elektronenwirbel zu erzeugen und diese dreidimensional abzubilden. Damit haben sie einen komplexen physikalischen Vorgang steuern können: die sogenannte Photoionisation oder Ladungstrennung. Diese gilt als entscheidender Schritt bei der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom, beispielsweise in Solarzellen. Die Ergebnisse ihrer experimentellen Arbeit haben die Grundlagenforscher kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Das Umwandeln von Licht in elektrischen Strom ist ein ultraschneller Vorgang, dessen Details erstmals Albert Einstein in seinen Studien zum photoelektrischen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

Unter der Haut

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit voller Kraft auf Erregerjagd

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie