Die sogenannte Fault-ride-through-Fähigkeit einer Windenergieanlage sich während sprunghafter Spannungseinbrüche und -überhöhungen im Stromnetz nicht vom Netz zu trennen (FRT), die Blindleistungsbereitstellung oder die Ausgleichsfunktionen für Frequenzabweichungen sind einige Anforderungen, die Windturbinen erfüllen müssen. Während des Entwicklungsprozesses und der Markteinführung von Windenergieanlagen sind die Nachweise dieser Eigenschaften bei neuen Turbinen zu erbringen. Bisher haben Hersteller mit einem umfangreichen Messaufbau diese Eigenschaften an Prototyp-Anlagen im Feld nachgewiesen.
Jetzt sind das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) in Bremerhaven und die Nordex Group einen neuen Weg gegangen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts ist über einen Zeitraum von drei Jahren ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand entstanden. Auf dem Prüfstand wird der elektrische Triebstrang der Windkraftanlage isoliert an einem Netzsimulator getestet. Der große Vorteil liegt darin, dass alle anderen Komponenten der Windkraftanlage in Echtzeit simuliert werden und der Prüfstand natürlich wetterunabhängig betrieben werden kann. Eine erste Generator- und Umrichterkonfiguration wurde bereits erfolgreich ”im Labor” getestet und zertifiziert.
Michael Franke, Vice President Global Engineering der Nordex Group: “Feldvalidierungen der Systemeigenschaften von Turbinen sind notwendig, aber zeitaufwändig. Hinzu kommt die Schwierigkeit, einen geeigneten Teststandort für die Versuchsreihen zu finden. Eine Messung der netztechnischen Eigenschaften einer Anlage im Feld dauert über 12 Monate bis zur Zertifizierung. Derselbe Test auf dem Prüfstand vom IWES konnte jetzt in drei Monaten absolviert werden – eine Zeitersparnis von neun Monaten. Mit dem Versuchsstand ist beiden Partnern ein großer Schritt gelungen, denn dadurch wird ein schnellerer Marktzugang ermöglicht.”
Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter, Leiter des Fraunhofer IWES: „Durch seine Flexibilität und Funktionalität ist der Prüfstand auch für die erwarteten, zukünftigen Anforderungen bei der Nachweisführung bestens gerüstet.“
Mit sogenannten HiL-Testverfahren (Hardware in the Loop) ist die Nordex Group derzeit branchenweit sehr gut aufgestellt. Mit Nachfolge-Projekten wollen das IWES und die Nordex Group ihre Zusammenarbeit weiter intensivieren. Der wachsende Ausbau der Windenergie, die Energiewende und die Betreiber werden davon profitieren.
