Windmolen

Hier kan je met elkaar discussiëren of vragen stellen over (exacte) wetenschappen en techniek.

drareg
Lid geworden op: 05 mei 2006, 19:31

05 jan 2018, 21:20

Ik heb gelezen dat de windmolens op zee gelijkstroom produceren en dan aan land omgezet wordt in wisselstroom. Mijn vraag waarom de molens niet direct wisselstroom produceren via een driefazige generator.
Er moet toch een technische verklaring zijn waarom het beter of goedkoper is om gelijkstroom te produceren en niet wisselstroom.
dddd

pastoor
Lid geworden op: 19 mar 2005, 21:55
Locatie: Hoeselt, White House

05 jan 2018, 23:39

drareg,

https://fd.nl/economie-politiek/1155637 ... ark-bouwen 


Tennet wil in Noordzee eiland aanleggen omringd door enorm windpark.

Converters.
Windenergie op land is het goedkoopst, dan dichtbij de kust, dan ver in zee, zegt hij. Dat heeft met de techniek te maken. Windmolens produceren zogeheten wisselstroom. Ver weg op zee moet wisselstroom worden omgezet naar gelijkstroom, om energieverlies te minimaliseren.Op dit moment heeft Tennet in de zee bij Duitsland enorme installaties staan die wisselstroom omzetten in gelijkstroom. Deze converters kosten honderden miljoenen en zijn zeer onderhoudsgevoelig, door het zoute zeewater. Converters op land zijn vele malen goedkoper. ‘Door de converters op een eiland te plaatsen verdienen we de aanlegkosten gemakkelijk terug’, zegt Kroon. Op het eiland komen mogelijk vijftien converters.
Sudoku, wijntjes proeven, genieten.

MichelN
Lid geworden op: 16 nov 2008, 17:44
Locatie: Groot-Leuven

06 jan 2018, 11:16

drareg schreef:Ik heb gelezen dat de windmolens op zee gelijkstroom produceren en dan aan land omgezet wordt in wisselstroom. Mijn vraag waarom de molens niet direct wisselstroom produceren via een driefazige generator.
Er moet toch een technische verklaring zijn waarom het beter of goedkoper is om gelijkstroom te produceren en niet wisselstroom.
Die uitleg is op zich niet zo eenvoudig, het hangt ook grotendeels af van het aantal kilometers dat moet overbrugd worden, bij niet al te grote afstanden - laten we zeggen minder dan honderd kilometer en vermogens van +/- 100 MW - zal men nog steeds zijn toevlucht nemen tot wisselstroom omdat zeekabels in die orde van grootte dan nog redelijk onder controle te houden zijn i.v.m. zelfcapaciteit of inductie of ook nog het zgn skineffect tussen de zeekabels. Wanneer die afstanden echter zeer lang worden (+500km) gaan ook nog andere elementen een belangrijke rol spelen zoals de invloed van het zoute zeewater: wisselend elektrisch veld, magnetische velden rondom de kabel e.d., kortom warmteontwikkeling, een hogere weerstand en een significant verlies aan rendabiliteit voor je megadure zeekabels. Bij gelijkstroom spelen die effecten een verwaarloosbare rol (geen inductie of skineffect) en hoef je alleen rekening te houden met de Ohmse weerstand, aangezien die kabels gemiddeld 450 kV transporteren. 

BlauwBloes
Lid geworden op: 10 mar 2015, 05:59

07 jan 2018, 06:00

drareg schreef:Ik heb gelezen dat de windmolens op zee gelijkstroom produceren en dan aan land omgezet wordt in wisselstroom. Mijn vraag waarom de molens niet direct wisselstroom produceren via een driefazige generator.
Er moet toch een technische verklaring zijn waarom het beter of goedkoper is om gelijkstroom te produceren en niet wisselstroom.
Het probleem is dat een alternator (wisselspanning) die direct aan het net hangt aan een constante snelheid moet draaien om synchroon met de 50Hz netfrequentie te blijven. Wat ook gebeurt in oudere windmolens.

Dit heeft echter nadelen. Die snelheidsregeling moet mechanisch gebeuren en je kan nooit de maximale windenergie benutten, hogere windsnelheid betekent immer meer energie. Dit kan je oplossen door ofwel die alternator niet-synchroon te laten draaien (Frequentie hangt dus af van de windsnelheid) gelijk te richten, of door direct gelijkspanning te genereren en dit in beide gevallen via een elektronische invertor naar 50Hz om te zetten.

I.g.v. wisselspanning zit je dan echter met het probleem dat de verliezen toenemen met de frequentie. 50 Hz kan je nog transporteren over kilometers aan acceptabele verliezen, 500Hz niet meer. Dit zou je kunnen oplossen door de inverter in de windmolen te plaatsen, wat ook gebeurt op het land. Op zee is dit echter een nadeel, als die immers uitvalt kost dat een bom geld aan verplaatsingskosten. Ook dit zoute zeewater is niet bepaald een gezellige omgeving voor die elektronica. Je plaatst daarom beter zo weinig mogelijk in die windmolen.

Gelijkspanning heeft ook nog een bijkomend voordeel. Je kan die als het moet in serie schakelen zonder nadelige gevolgen. Wisselspanning met verschillende frequenties en fase compliceert de zaak aanzienlijk.  

Hogere frequenties hebben ook wel voordelen, transformatoren worden veel kleiner en lichter, vandaar dat de frequentie in vliegtuigen 400Hz is, afstanden zijn immers beperkt. Of je DC of AC gebruikt en met welke frequentie is dus steeds een afweging naargelang de toepassing.