Ein Jahr später ging ein erster Prototyp, der gemeinsam mit der Firma Wintec aus Österreich und Technocon aus der Schweiz gebaut wurde, in der Nähe von Wien ans Netz. Inzwischen wird die Elektronik auch in vielen deutschen Windkraftanlagen eingesetzt - so auch in einer 2,6 Megawatt-Anlage, die heute zu den leistungsstärksten ihrer Art gehört. Seitdem erforschen die Doktoranden Balduino Rabelo, Elena Sinelnikowa und Muhammad Jamil eine neue Generatoren-Generation, die sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad auszeichnet. Es sind Drehstromgeneratoren, die wesentlich kompakter sind als ihre Vorgänger und sich zudem viel flexibler steuern lassen.
Das Prinzip dieses Energiewandlers ist auf maximale Ausbeute bei gleichbleibender Qualität ausgerichtet. Bis zu zehn Prozent der gesamten Leistung können in einer Windkraftanlage verloren gehen. Anders beim Drehstromgenerator: Er optimiert den Blindleistungsfluss so, dass die Gesamtanlage unter allen Betriebsbedingungen mit maximalem Wirkungsgrad arbeitet. Darüber hinaus kann der Generator nicht nur durch Windkraft, sondern teilweise auch vom Netz her betrieben werden, um eine optimale Energieausbeute bei jeder Windgeschwindigkeit sicherzustellen. Bläst der Wind für einige Zeit nur schwach, wird ihm die elektrische Energie aus dem Netz zugeführt, um die Drehzahl gleichmäßig abzusenken.
Ziel der aktuellen Forschung ist es, eine kompakte Steuerungselektronik auch für größere Windkraftanlagen mit Leistungen bis zu fünf Megawatt zu entwickeln. Zudem arbeitet der Doktorand Mathias Würfel an einem intelligenten Diagnosekonzept, das Fehler im Wandlersystem erkennt und einen rechtzeitigen Austausch verschlissener Komponenten möglich macht.

Sonnige Aussichten dank eines vierten Leiters

Said Elbarbari aus Ägypten geht es sonniger an: Weil Solaranlagen, die einen oder mehrere Haushalte auf drei unabhängigen Phasen mit Energie versorgen, mitunter nicht in der Lage sind, alle elektrischen Geräte mit optimaler Spannung zu versehen, kann schon mal eine Glühlampe durchbrennen. Für dieses Problem hat der TU-Doktorand eine Lösung gefunden: Eine vierte Phase ergänzt das elektronisch gesteuerte Energiesystem. Dieser Null-Leiter gleicht Spannungsschwankungen aus, indem es den Überschuss rechtzeitig abzweigt und an geeigneter Stelle wieder zuführt.
Obwohl die Arbeit noch nicht abgeschlossen ist, werden demnächst erste Solaranlagen auf der Basis des neuen Dreiphasen-Vierleiter- Wechselrichters gemeinsam mit dem Technologie- und Gründerzentrum Bautzen sowie der Chemnitzer Firma Procon projektiert und für die praktische Umsetzung vorbereitet.

innovative Steuerungstechnologien zu entwickeln", erläutert Prof. Dr. Wilfried Hofmann, der diese Arbeiten betreut. Dafür steht den Doktoranden ein Labor für regenerative Energietechnik zur Verfügung, das mit unterschiedlich leistungsstarken Windgeneratoren ausgerüstet ist. Komplettiert wird das Versuchsfeld durch eine Fotovoltaik-Anlage, die vor wenigen Monaten in Betrieb genommen wurde.
Bereits seit einigen Jahren ist das Chemnitzer Know-how auf dem Gebiet des Windkraftanlagenbaus nachgefragt. Im Jahr 1996 wurde Prof. Hofmann und sein Team in Österreich für die Entwicklung eines 1,5 Megawatt leistungsstarken Windgenerators mit dem Innovationspreis des Landes Kärnten ausgezeichnet.