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Generator

Jedes Windrad, dass zum Energiegewinn gedacht ist, braucht einen Generator. Denn nur durch den Generator lässt sich die gewonnene Energie auch in elektrischen Strom umwandeln. Vom Prinzip her weiß wohl jeder wie ein Generator funktioniert, doch im Vergleich zu normalen Generatoren, ist der Generator in einer Windkraftanlage etwas ungewöhnlich. Ein Grund besteht darin, dass der Generator an eine Leistungsquelle (den Rotor) mit stark schwankender mechanischer Leistung (Drehmoment) angeschlossen ist.
Wie kommt die Energie zum Generator?
Zuerst werden die Rotorblätter durch den Wind angetrieben. Da sich der Rotor gerade mal mit 30-50 Umdrehungen/min bewegt und dies zu wenig für den Generator ist, befindet sich zwischen dem Rotor und dem Generator ein Getriebe, dass dafür sorgt, dass sich das Drehmoment auf ca. 7500 U/min erhöht. Ein Standartgenerator mit einer Frequenz von 50Hz, die in Europa üblich ist (in Amerika beträgt die Frequenz 60Hz), benötigt mindestens 1500 U/min. Teilweise gibt es aber auch schon Anlagen, die ganz auf das Getriebe verzichten, sodass der Rotor die Energie direkt an den Generator weiterleitet: Dabei werden jedoch spezielle vierpolige Ringgeneratoren benutzt.
Was für Generatoren gibt es und wie funktionieren sie?
Grundsätzlich unterscheidet man bei Windkraftanlagen zwischen 2 Generatortypen: der Synchrongenerator und der Asynchrongenerator.
Im Aufbau unterscheiden sich die beiden verschiedenen Generatortypen nicht. Sie unterscheiden sich nur in ihrer Art und Weise, wie sich das Magnetfeld aufbaut.
Beide Generatoren bestehen außen aus einem Stator und innen aus einen Läufer (auch Anker genannt), der sich auf einer drehbaren Welle befindet.
Beim Synchrongenerator baut sich das Magnetfeld durch die Zufuhr von Gleichstrom auf die Schleifringe der Läufer auf. Beim Asynchrongenerator hingegen, sorgt eine im Läufer befindliche Wicklung, die kurzgeschlossen wird, für den Aufbau des Magnetfeldes Ist nun der Generator an ein Stromnetz angeschlossen wird eine Spannung induziert. Beim Anschluss, bzw. der Netzanbindung unterscheidet man noch zwischen direkter und indirekter Netzanbindung. Bei der direkten Netzanbindung, ist der Generator direkt mit der Wechselspannung des Stromnetzes verbunden. Bei der indirekten Netzanbindung, fließt der Generatorstrom durch verschiedene elektrische Bauteile, die ihn an den Strom des Stromnetzes anpasst.
Bei den Synchrongeneratoren besteht das Problem darin, dass der normale Wechselstrom, der bei jedem aus der Steckdose kommt, erst in Gleichstrom umgewandelt werden muss, damit sich das Magnetfeld aufbauen kann. Dies ist einer von mehreren Gründen dafür, dass die Asynchrongeneratoren bevorzugt werden.
Die Leistung eines Generators hängt von der Windgeschwindigkeit ab.

Kühlung
Auch Generatoren müssen gekühlt werden. Die einfachste Lösung und auch die Lösung die man am häufigsten vorfindet ist die ganz normal Luftkühlung, wie beim Computer. Dabei wird der Generator einfach mit einem Lüfter versehen. Eine weitere Lösung ist die Wasserkühlung. Solche Generatoren mit Wasserkühlung zeichnen sich durch eine größere Kompaktheit aus. Dabei wird aber auch noch ein Kühler im Inneren der Gondel benötigt, der für die Abstrahlung der Wärme des Flüssigkühlsystem sorgt.

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