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Entwicklung einer Netzeinspeisung für Kleinwindkraftanlagen

Entwicklung einer Netzeinspeisung für Kleinwindkraftanlagen
Typ:Diplomarbeit
Betreuer:

Dipl.-Ing. Johannes Kolb, Dipl.-Ing. Philip Grabherr

Bearbeiter:

Philip Schumann

Am ETI wurde bereits die Nutzung der Windkraft mit Hilfe von Kleinwindkraftanlagen im Rahmen des Wettbewerbs „International Future Energy Challenge 2009“ durch die Entwicklung eines „Low Power Wind Turbine Energy Maximisers“ erfolgreich umgesetzt. In dieser Arbeit soll nun eine Netzeinspeisung in das einphasige 230V-Netz für diese Kleinwindkraftanlagen realisiert werden. Motiviert wird diese Aufgabenstellung durch die Zusammenarbeit mit dem Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) - Lehrstuhl für Energiewirtschaft (Ansprechpartner: Thomas Kaschub), wo parallel dazu das Potential der Kleinwindkraftanlagen im Hinblick auf eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Nutzung anhand von Markt- und Wetterrecherchen sowie Fördermöglichkeiten ermittelt werden soll.

Zunächst muss in dieser Arbeit eine geeignete Schaltungstopologie für die stufenweise Anpassung der elektrischen Energie zwischen Drehstromgenerator und einphasigem Netz gefunden werden. Auswahlkriterien sind dabei der Schaltungs- und Ansteuerungsaufwand, Wirkungsgrad, Realisierung der Potentialtrennung sowie Nutzung vorhandener leistungselektronischer Steller. Nach Festlegung der Schaltungsart sollen diese Stufen (Gleichrichter, generatorseitiger DC-DC-Steller, netzseitiger Wechselrichter)  dimensioniert und aufgebaut werden. Das Gesamtsystem soll dabei über einen Microcontroller (dsPIC) gesteuert werden. Dieser muss dann für die optimale Regelung des MPP-Trackings und des in das Netz eingespeisten Stroms entsprechend programmiert werden. Die Schaltung soll flexibel ausgelegt werden, damit sie für Generatoren verschiedener Bauart und Leistung (<1kW) eingesetzt werden kann.