Shunt-Amperemeter Hohe Ströme aus erneuerbaren Quellen präzise messen

Autor / Redakteur: Phil Ebbert * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Immer mehr Strom kommt aus erneuerbare Quellen. Wie aber lassen sich diese hohen Ströme präzise messen? Eine Rückkehr zu Amperemeter und Shunt-Widerständen kann dabei durchaus sinnvoll sein.

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Regenerative Quellen liefern immer mehr Energie: Bei der Strom-Messung kann eine Rückkehr zu traditionellen Prinzipien durchaus sinnvoll sein.
Regenerative Quellen liefern immer mehr Energie: Bei der Strom-Messung kann eine Rückkehr zu traditionellen Prinzipien durchaus sinnvoll sein.
(Bild: Riedon)

Die zunehmende Energiegewinnung aus den erneuerbaren Ressourcen Sonne, Wind, Wellen oder Gezeiten sorgt auch für eine höhere Nachfrage nach Lösungen zur genauen Messung hoher Ströme. Dabei geht es nicht nur darum, dass Energieversorger die ins Netz eingespeiste Energie zu Abrechnungszwecken besser messen können, oder eine genauere Steuerung des Kraftwerks möglich ist.

Viel mehr ist im Gegensatz zu herkömmlichen Stromzählern eine höhere Genauigkeit bei der Strommessung gefragt, um die garantierte Leistungsfähigkeit der verschiedenen Bestandteile verteilter Stromversorgungssysteme zu gewährleisten. Eine Rückkehr zu den Prinzipien traditioneller Amperemeter, die Shunt-Widerstände für die Messung hoher Ströme beinhalten, scheint hier die Antwort zu sein.

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Erneuerbare Energien sind auf dem Vormarsch

Während einige Formen von erneuerbaren Energien, wie zum Beispiel die Wasserkraft, bereits seit Jahren genutzt werden, ist die Stromerzeugung aus Solar- und Windenergie erst seit kurzem in den Fokus der Aufmerksamkeit gerückt. Weltweit suchen die Länder nach Möglichkeiten, ihren selbst auferlegten Verpflichtungen in Sachen „grüne Energie“ nachzukommen.

Im Gegensatz zu etablierten Kohle-, Gas- und Kernkraftwerken, in denen Turbinen zur Erzeugung von Wechselstrom (AC) verwendet werden, der über Umspannstationen in das Stromleitungsnetz eingespeist wird, erzeugen Solar- und Windkraftwerke entweder Gleichstrom (DC) oder schließen eine Stromwandlung in und von Gleichstrom mit ein. Solarenergie aus Photovoltaik-Anlagen ist generell Gleichstrom und muss mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt werden, um eine Netzeinspeisung zu ermöglichen. Viele Windkraftanlagen, vor allem kleinere Einheiten zur Stromerzeugung für Haushalte, Landwirtschaft und Industrie, erzeugen ebenfalls Gleichstrom.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS 12/2015 erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

Selbst bei größeren Windkraftanlagen in kommerziellen Windparks, die AC-Generatoren verwenden, kann der Strom nicht direkt in das Netz gespeist werden. Der Grund: Nicht nur die Spannung muss kompatibel sein, sondern auch die Frequenz, die sich aus der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine ergibt und somit abhängig von der Windgeschwindigkeit ist. Deshalb kommen Getriebe zum Einsatz, um die Drehzahl zu erhöhen.

Diese sind jedoch schwer und teuer, sodass der Trend hin zu direkt angetriebenen Generatoren geht, obwohl dies AC-Ausgänge erfordert, die zuerst in DC und dann über einen Wechselrichter wieder in AC zurückgewandelt werden. Erst dann ist die richtige Frequenz und Spannung für das Stromnetz sichergestellt.

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