Weltweit erster direkt montierter 35-kV-Synchrongenerator stabilisiert Windkraft
In den windgepeitschten Feldern des Kreises Sunwu in der Provinz Heilongjiang, wo in diesem Herbst bereits mehrfach Schnee gefallen ist, drehen sich Reihen von Windrädern stetig. Doch der Wind weht mal stark und mal schwach, und die Netzspannung steigt und fällt mit ihm. Diese Energie stabil genug zu halten, um sie ins übergeordnete Stromnetz einzuspeisen, wird zu einer wachsenden Herausforderung, da China immer mehr erneuerbare Energien ausbaut.
Tief im Windpark Shengshan von Zhongguang Nuclear kümmert sich ein neues Gerät um dieses Problem. Es ist der weltweit erste verteilte Hochspannungs-Synchrongenerator mit direkter 35-Kilovolt-Montage, eine Maschine, die Spannungsschwankungen nahezu sofort ausgleicht. Anders als herkömmliche Systeme, die bei 10,5 Kilovolt angeschlossen werden und einen separaten Hochspannungstransformator benötigen, um das Netz zu erreichen, wird dieses Gerät direkt bei 35 Kilovolt angeschlossen, was ein Bauteil überflüssig macht und Platz sowie Kosten spart.
Ein Synchrongenerator ist im Wesentlichen eine rotierende elektrische Maschine, die Blindleistung einspeisen oder aufnehmen kann, um die Spannung stabil zu halten. Sinkt die Spannung, stützt sie sie; steigt sie, nimmt sie den Überschuss auf. Die direkte Montage bei 35 Kilovolt macht diese Installation bemerkenswert. Durch den Wegfall des Hochspannungstransformators verringert das System Energieverluste und verbessert die Gesamteffizienz, so das Projektteam.
Die Technologie ist wichtig, weil Windparks eine variable Leistung erzeugen. Böen können die Spannung erhöhen, Flauten sie absinken lassen. Ohne schnell wirkende Kompensation können sich diese Schwankungen im Netz ausbreiten und im Extremfall zu großflächigen Ausfällen beitragen. Der neue Synchrongenerator reagiert in Millisekunden und wirkt wie eine Art Stoßdämpfer für das lokale Netz.
Die Ingenieure vor Ort sagen, das Gerät arbeite seit der Installation zuverlässig. Das Projekt ist Teil eines breiteren Vorstoßes Chinas, die Netzinfrastruktur zu stärken, während das Land seine Wind- und Solarkapazität ausbaut. Die Integration großer Mengen erneuerbarer Energie erfordert nicht nur mehr Übertragungsleitungen, sondern auch intelligentere, schnellere Geräte, um das System im Gleichgewicht zu halten.
Der Ansatz der direkten Montage könnte auf andere Windparks übertragen werden, insbesondere in abgelegenen Gebieten, wo Platz und Wartungszugang begrenzt sind. Durch die Anhebung der Anschlussspannung auf 35 Kilovolt vereinfacht das System den Anlagenaufbau und verringert die Zahl der Komponenten, die ausfallen können. Diese Einfachheit ist ein wichtiges Verkaufsargument für Betreiber, die langfristige Kosten senken wollen.
Vorerst dient die Anlage in Shengshan als Demonstration. Ihre Leistung wird von Netzbetreibern und Geräteherstellern gleichermaßen genau beobachtet. Wenn sich die Technologie über einen vollständigen Jahreszeitenzyklus bewährt, könnte sie zu einer Standardoption für neue Windprojekte in China und darüber hinaus werden. Die Herausforderung, ein zunehmend wetterabhängiges Netz zu stabilisieren, ist nicht auf China beschränkt, und die hier entwickelten Lösungen könnten im Ausland Käufer finden.
Das Gerät ist eine von mehreren Innovationen aus Chinas Bestreben, sein Stromsystem zu modernisieren. Mit steigendem Anteil erneuerbarer Energien wird die Fähigkeit, Spannung und Frequenz an der Quelle zu regeln, immer wichtiger. Der 35-Kilovolt-Synchrongenerator ist ein kleiner, aber konkreter Schritt zu einem Netz, das die Höhen und Tiefen eines windigen Tages bewältigen kann.