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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Windenergiespeicher. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Der Hauptnachteil der Nutzung der Windenergie ist ihre Intermittivität. Windkraftanlagen sind bei ruhigem Wetter oder schwachem Wind nicht in Betrieb. Daher müssen wir nach Möglichkeiten suchen, Windenergie für ruhige Zeiten zu akkumulieren oder, wie man sagt, zu akkumulieren. Die einfachste Art der Windenergiespeicherung ist die Lagerung des verarbeiteten Produkts in windstillen Zeiten. Alle Windpumpen und Windmühlen funktionieren nach diesem Prinzip. Eine Reihe anderer Agrarindustrien ermöglichen diese Art der Windenergiespeicherung. In ruhigen Phasen ist es schwieriger, Energie zu sammeln. Die einfachste Art einer solchen Speicherung ist der Einsatz herkömmlicher Elektrobatterien in Windkraftanlagen. Allerdings sind elektrische Batterien recht sperrig und teuer. Darüber hinaus benötigen sie eine qualifizierte Pflege. Daher werden Elektrobatterien nur für kleine Windkraftanlagen mit einer Leistung von maximal drei bis vier Kilowatt eingesetzt. Bei leistungsstärkeren Windkraftanlagen ist der Einbau eines Ersatzmotors erforderlich. Die einzige lokale Brennstoffressource in der Region Astrachan ist beispielsweise Schilf, das in der Wolga-Achtuba-Auen reichlich wächst. Allerdings gibt es nicht genügend Schilfrohr, um die Landwirtschaft der Region vollständig zu elektrifizieren. Mittlerweile kann Windenergie in der Region Astrachan in großem Umfang genutzt werden. Durch den Einsatz von Windkraftanlagen, die über eine thermische Reserve in Form einer Schilf verbrennenden Lokomotiveinheit verfügen, kann eine unterbrechungsfreie Energieversorgung der Verbraucher gewährleistet werden. In Waldgebieten kann eine Gaserzeugungseinheit als Ersatz für eine Windkraftanlage genutzt werden. In bestimmten Gebieten von Moskau, Leningrad und anderen Regionen können lokale Kohle und Torf als Brennstoff für Backup-Anlagen in Windkraftanlagen dienen. Von großem Interesse ist der gemeinsame Betrieb von Windkraftanlagen mit Wasserkraftwerken an kleinen Flüssen, deren Betrieb je nach Jahreszeit sehr instabil ist. In der Regel herrscht im Sommer und Winter bei starkem Frost Wassermangel vor dem Staudamm eines Kleinwasserkraftwerks. Wasser muss gespart und gespeichert werden, indem die Turbine mit Teilleistung betrieben oder ganz abgeschaltet wird. Dies kann vermieden werden, indem parallel zum Wasserkraftwerk eine oder mehrere Windkraftanlagen installiert werden, die an windigen Tagen die Verbraucher mit Strom versorgen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich im Wasserkraftwerk vor dem Damm Wasser ansammeln. Somit können Wasser und Wind, die sich erfolgreich ergänzen, den Betrieb einer kombinierten Energieanlage sicherstellen. Bei der Speicherung intermittierender Windenergie handelt es sich nicht nur um den gemeinsamen Betrieb eines Wasserkraftwerks mit einer Windkraftanlage. In Gebieten mit rauem Gelände und reichlich Wasser ist es ratsam, Überkopfreservoirs – Akkumulatoren – zu installieren. In ihnen wird Wasser durch Windpumpen gefördert und anschließend zur Stromerzeugung in einem Wasserkraftwerk genutzt. An vielen Orten in der Sowjetunion herrschen sehr gute Voraussetzungen für den Bau von kombinierten Kraftwerken auf Basis der Nutzung von Wasser- und Windenergie. Sowjetische Ingenieure sind Pioniere bei der Entwicklung und dem Bau leistungsstarker Windkraftanlagen. Bereits 1931 wurde im Raum Sewastopol das Windkraftwerk TsAGI-D-30 mit einer Leistung von bis zu 100 Kilowatt entworfen und gebaut (Abb. 34). Basierend auf dieser Erfahrung erstellten sowjetische Designer bereits 1935 ein Projekt für ein leistungsstärkeres und fortschrittlicheres Windkraftwerk TsVEI-D-50 mit einer Leistung von bis zu 1000 Kilowatt.
Von großem Interesse für die praktische Anwendung ist die Wasserstoffmethode zur Speicherung von Windenergie, an der sowjetische Designer arbeiten. Eine Windkraftanlage mit Wasserstoffspeicherung besteht aus einer Hochgeschwindigkeits-Windturbine, die einen Gleichstromgenerator antreibt. Der Strom vom Generator wird dem Elektrolyseur *) zugeführt, wo Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Die so gewonnenen Gase werden in Gastanks**) gesammelt und dienen anschließend als Treibstoff für den Gasmotor. *) Ein Elektrolyseur ist ein Gerät, in dem ein Stoff durch elektrischen Strom zersetzt wird. **) Gasbehälter-Speicher für große Gasmengen. Der flächendeckende Ausbau von Hochspannungs-Ringstromleitungen eröffnet neue Möglichkeiten für den Betrieb leistungsstarker Windkraftanlagen in einem einheitlichen Energiesystem. Gleichzeitig steigern leistungsstarke Windkraftanlagen im gemeinsamen Verbund die Leistung des Energiesystems deutlich, ohne Treibstoff zu verbrauchen. Dies ist eine verlockende und sehr reale Zukunft für die weit verbreitete Nutzung der Windenergie – der „blauen Kohle“. Der massive Einsatz von Windkraftanlagen kann in allen Teilen unseres Landes für eine Fülle an billigem Strom sorgen, der notwendig ist, um den industriellen und häuslichen Bedarf der kommenden Ära des Kommunismus zu decken. Sowjetische Wissenschaftler und Designer leisteten einen großen Beitrag sowohl zur Theorie der Windtechnologie als auch zur Entwicklung origineller Windturbinenkonstruktionen. Die fortschrittliche sowjetische Wissenschaft und Technologie war somit kurz davor, unerschöpfliche Reserven an „blauer Kohle“ zu erschließen. Autor: Karmishin A.V.
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