Leistungs- Regelung und Drehzahl- Begrenzung
durch Blattverstellung (Pitch- Regelung)

Funktionsweise:

Bei der Pitch- Regelung auch Blattverstellung genannt wird die vom Windrad aufgenommene Leistung durch verdrehen der Windflügelblätter um deren Längsachse (Pitch- Achse) geregelt.

Dabei wird der Anstellwinkel der Flügelblätter abhängig von der Flügeldrehzahl durch einen Zentrifugal,- oder Fliehkraft - Regler verstellt.

Dieser kommen aufgrund seines mechanischen Aufbaus ohne Fremdenergie aus.

Erkennungsmerkmale
eines Windrades mit Fliehkraft gesteuerter
Rotorblatt - Verstellung sind:
 

• Die Windflügelblätter (A) sind um ihre Längsachse auch Pitch - Achse genannt drehbar gelagert.
• Aussen teilweise sichtbar angebrachte Fliehgewichte (B) im Bereich der Flügelbefestigung.
• Häufig kommt eine starre Windfahne (C) zum Einsatz.

Hinsichtlich des Regelverhaltens unterteilt man die Pitch- Regelung in zwei Gruppen:

Bei der Pitch- Regelung mit negativem Zuwachs
wird bei Erreichen der Abregel - Drehzahl die Abrisskante des Windflügels in den Wind gedreht. Dadurch reisst die Strömung am Windflügelprofil ab (Stall- Effect) und die Drehzahl und Leistungsaufnahme steigt nicht weiter an.
Durch entsprechende Vorrichtungen am Regler lässt sich bei diesem System relativ einfach eine Anlaufhilfe realisieren, da der Drehsinn der Regelung vom Stillstand / Anlauf bis zum Abregel - Bereich immer gleich bleibt.

Das Bild links zeigt einen vereinfachten Aufbau einer Pitchnabe mit Blick aufs Flügelprofil.
Dabei sind die Flügelstellungen zum Wind bei den entsprechenden Betriebszuständen zu sehen.

Hinweis: Die gestrichelte Linie ist die Drehkreis- Ebene des Windflügels.

Vorteile:

• nur kleine Verstellwege des Reglers erforderlich
• leicht realisierbare Anlaufhilfe (grösserer Anstellwinkel wie in Betriebsstellung)

Nachteile:

• unruhiges Regelverhalten (Stall- Effect) - daher nur zur Drehzahl,- und Leistungsbegrenzung einsetzbar.
• Belastung des Windflügels und der Anlagenstruktur höher, da die Flügelblätter in Abregel - Position mit nahezu voller Breite im Wind stehen.

Pitch- Regelungen mit positivem Zuwachs

drehen bei Erreichen der Abregel - Drehzahl die Windflügelnase in Richtung Wind.

Bei maximalem Verstellbereich steht das Flügelprofil längs im Wind, und kann so keine Leistung mehr aufnehmen.

Durch manuelles Betätigen der Verstellung in Richtung "Abregeln" lässt sich das Windrad auch ausschalten.

Durch den Regler wird der Verstellbereich automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl gesteuert.

Hinweis: Die gestrichelte Linie ist die Drehkreis - Ebene des Windflügels.

Vorteile:

• sehr ruhiges Regelverhalten, da bei zunehmender Drehzahl die wirksame Blattbreite abnimmt. Dadurch eignet sich dieser Regler sehr gut zur Leistungs,- und Drehzahlregelung.
• geringere Belastung von Windflügel und Anlagenstruktur

Nachteile:

• grössere Verstellwege erforderlich.
• Anlaufhilfe schwieriger realisierbar.

Nähere Infos bezüglich Aufbau und Funktionsweise einer
Pitch- Regelung mit negativem Zuwachs finden Sie hier.


Bitte aufs Bild links klicken!

Infos zur Funktion und zum Aufbau eines Pitch- Reglers mit positivem Zuwachs gibts hier.


Für nähere Infos aufs linke Bild klicken!

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letzte Aktualisierung: 15. Januar 2012        Version 26.16     (c ) 2004 - 2012 wewima-windtechnik