Vindmøller og strømkvalitet
Køberen af en vindmølle behøver ikke at bekymre sig om lokale tekniske forskrifter for vindmøller og andet udstyr, der skal tilsluttes elnettet. Ansvaret overlades normalt til vindmøllefabrikanten og det lokale elselskab.
For teknisk anlagte folk kommer vi på denne side ind på nogle af de elektrotekniske emner, der er forbundet med at slutte en vindmølle til elnettet.
Strømkvalitet
Vekselstrømmens sinuskurve Ordet "strømkvalitet" refererer til spændingsstabilitet, frekvensstabilitet og fraværet af forskellige former for elektrisk støj (f.eks. flicker eller harmonisk forvrængning) i elnettet. Elværkerne og elforbrugerne foretrækker vekselstrøm med en pæn sinusform, som den vist på billedet ovenfor. (Hvis du ikke kender til vekselstrømsteknik, kan du slå op i Håndbogen, før du fortsætter)
Start (og stop) af vindmøller
De fleste elektroniske styresystemer til vindmøller er programmeret til at lade vindmøllen løbe i tomgang uden at være tilsluttet elnettet ved lave vindhastigheder. (Hvis vindmøllen var sluttet til nettet ved lave vindhastigheder, ville generatoren faktisk fungere som en motor, som du kan læse om på siden om generatorer ). Når vinden bliver kraftig nok til at drive rotoren og generatoren med den rigtige hastighed, er det vigtigt, at generatoren bliver tilsluttet på det rigtige tidspunkt.
Ellers vil der kun være den mekaniske modstand i gearkassen og generatoren til at forhindre rotoren i at accelerere for til sidst at løbe løbsk. (Der er flere sikkerhedsforanstaltninger, bl.a. fejlsikre bremser, der sætter ind, hvis startproceduren slår fejl. Du kan læse mere om emnet i afsnittet om Vindmøllesikkerhed.
Blød indkobling med thyristorer
Hvis man tilslutter en stor vindmølle til nettet med en normal kontakt, vil naboerne opleve en delvis mørklægning (på grund af et voldsomt træk af magnetiseringsstrøm til generatoren) fulgt af et effekthop, fordi generatorstrømmen ledes ud på nettet. Vi kan se situationen illustreret på tegningen i browservinduet ved siden af. Her kan vi se, hvordan lampen blinker, når vi starter vindmøllen. Den samme effekt kan ses, når vi starter en computer, og transformerne i dens strømforsyning bliver magnetiserede.
En anden ubehagelig bivirkning ved en "hård" indkobling er et ekstra slid på gearkassen, da tilslutningen af generatoren vil virke på gearkassen som om den mekaniske bremse pludselig blev fuldt aktiveret.
Store effektthyristorer i vindmøller bliver meget varme, når de aktiveres. De er derfor forsynet med køleribber af aluminium og blæserkøling som vist på billedet til højre. Foto Søren Krohn
© 1998 DWIA
Thyristorer
For at undgå en sådan situation starter moderne vindmøller "blødt", dvs. at de bliver indkoblet og udkoblet fra nettet gradvist ved hjælp af thyristorer, en halvledertype, der fungerer som en slags trinløs elektronisk kontakt. (Du har måske en thyristor derhjemme, hvis du har en lysdæmper, hvor du kan justere dine lamper trinløst).
Thyristorer spilder ca. 1 til 2 pct. af den energi, der løber gennem dem. Moderne vindmøller er derfor normalt udstyret med en bypass kontakt, dvs. en mekanisk kontakt, som bliver aktiveret, efter at vindmøllen er fuldt tilsluttet. På den måde minimerer vi energispildet.
Svage net og netforstærkning
Hvis en vindmølle er tilsluttet et svagt elnet, (f.eks. i et fjernt hjørne af elnettet, kan der være problemer som nævnt ovenfor. I disse tilfælde kan det være nødvendigt at forstærke nettet for at transportere den fluktuerende strøm væk fra vindmøllen.
De lokale elselskaber har erfaring med at løse denne type problemer, fordi de svarer ret præcist til de problemer, der er forbundet med at nettilslutte en stor forbruger (f.eks. en fabrik med store elektromotorer).
Flicker
Flicker er et ingeniørudtryk for korttidsvariationer i spændingsniveauet i elnettet, som kan få elpærer til at blinke. Fænomenet er relevant, hvis en vindmølle sluttes til et svagt elnet, fordi korttidsvariationer i vinden jo medfører variationer i effektproduktionen. Man kan løse problemet på mange måder i konstruktionen af vindmøllen både mekanisk, elektronisk og med brug af kraftelektronik.
Forebyggelse af ødrift
Ødrift er en situation, som kan opstå, hvis en del af elnettet bliver afbrudt fra hovednettet, fordi en afbryder i elnettet bevidst eller ubevidst aktiveres (f.eks. i forbindelse med lynnedslag og kortslutninger). Hvis vindmøller fortsætter med at køre i den isolerede del af nettet, så er det meget sandsynligt, at de to separate elnet vil komme ud af fase efter et stykke tid.
Det kan give problemer, når forbindelsen mellem de to dele af nettet skal retableres. Det kan give store strømme i nettet og i vindmøllegeneratorerne. Det vil også betyde en stor frigivelse af energi i de mekaniske dele af møllen (dvs. akslerne, gearkassen og vindmøllerotoren) på samme måde som ved en "hård" indkobling på elnettet.
Vindmøllens elektroniske kontrolsystem vil derfor hele tiden overvåge vekselstrømmens spænding og frekvens i elnettet. Hvis det lokale elnets spænding eller frekvens i en brøkdel af et sekund bevæger sig uden for tolerancerne vil vindmøllen automatisk koble sig fra nettet og umiddelbart herefter stoppe. (Det vil normalt ske ved, at de aerodynamiske bremser aktiveres som forklaret i afsnittet om vindmøllesikkerhed ).
© Copyright 1997-2003 Vindmølleindustrien
Opdateret 23. september 2003
http://www.windpower.org/da/tour/grid/rein.htm
Vent venligst...