Die elektrische Ausrüstung einer Windkraftanlage lässt sich in den Generator, der an anderer Stelle erläutert wird, in das System zur Netzeinspeisung und die Sensoren zur Steuerung und Überwachung des Anlagenbetriebs unterteilen.
Das System zur Netzeinspeisung hängt vom verwendeten Generator ab:
Die meisten modernen Windenergieanlagen der Megawattklasse verwenden netzgekoppelte Asynchrongeneratoren mit beinahe konstanter Geschwindigkeit und direkter Netzanbindung. Damit sind keine Gleich- oder Wechselrichter notwendig.
Bei drehzahlvariablen Anlagen mit Synchrongenerator schwankt der erzeugte Wechselstrom in Frequenz und Betrag ständig. Damit der Strom ins Stromnetz eingespeist werden kann, wird er mit einem Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt, gefiltert und anschließend in einem Wechselrichter wieder in Wechselstrom umgewandelt.
Bei beiden Generatortypen wird die Spannung schließlich auf das Netzanschlussniveau mittels eines Transformators umgewandelt und die Windkraftanlage sowie eine Messeinrichtung an das Stromnetz angeschlossen.
Fundament und Trafohaus für eine Windenergieanlage.
In der Trafostation wird der Strom auf die Netzspannung
(meistens 20.000 Volt) transformiert. ©Bundesverband WindEnergie e.V.
Sensoren oder Messeinrichtungen befinden sich auf und in der Gondel und erfassen laufend folgende Größen: Windgeschwindigkeit und Windrichtung, Rotordrehzahl und Drehzahl des Generators, Temperatur der Umgebung und einzelner Komponenten, Öldruck, Pitch- und Azimutwinkel (zur Windrichtungsnachführung), elektrische Größen sowie Vibrationen oder Gondelschwingungen.
Mit diesen Daten wird die Anlage gesteuert – zum Beispiel wird die Windrichtung direkt an die Windnachführungseinrichtung weitergeleitet oder die Daten regeln, wann die Anlage in Betrieb geht oder ausgeschaltet wird.
Ferner wird mit diesen Sensoren und der Datenerfassung und -analyse die Windkraftanlage überwacht und bilden somit die Grundlage einer guten Betriebsführung