Windrad ohne Getriebe: Komplexität reduziert

Windturbinen ohne Getriebe können Windenergieanlagen auf hoher See noch zuverlässiger machen. Siemens hat jetzt eine Drei-Megawatt-Turbine mit einem Rotordurchmesser von 101 Metern auf den Markt gebracht, die im Vergleich zu einer herkömmlichen Getriebe-Windturbine mit der Hälfte der Teile auskommt. Dieses einfachere Design senkt den Wartungsaufwand und steigert die Verfügbarkeit. Vor allem auf hoher See ist das ein Vorteil, weil Wartungs- und Serviceeinsätze an den Anlagen sofort hohe Kosten verursachen.

Bild oben und rechts: SWT-3.0-101 DD

Die SWT-3.0-101 genannte Windenergieanlage hat eine neue Antriebseinheit mit einem kompakten Synchrongenerator, der mit Permanentmagneten erregt wird. Den Generator des ersten Prototyps, der 2009 in Dänemark installiert wurde, entwickelten die Experten für große Antriebe des Siemens-Sektors Industry. Normalerweise übersetzt ein Getriebe die niedrige Drehzahl des Windrotors in die hohe Drehzahl zur Stromerzeugung. In der getriebelosen Anlage übersetzt der Synchrongenerator die Rotorbewegung direkt in elektrische Energie. Diese Generatoren zählen zu den größten Permanentmagnet-Maschinen, die jemals gebaut wurden. Ihr Vorteil ist die einfache und zugleich robuste Bauweise, die weder elektrische Leistung für die Erregung noch die dazugehörige Regeltechnik oder Schleifringe benötigt. Das bedeutet, dass der Generator bereits bei schwächerem Wind eine hohe Effizienz besitzt.

Bild rechts: Intelligentes und unkompliziertes Design. Im Vergleich zu einer Standard-Windturbine mit Getriebe konnte die Anzahl der Komponenten bei der neuen SWT-3.0-101 DD um die Hälfte reduziert werden. Hier im Bild rechts die Gondel beim Verladen.

Ein weiterer Vorteil ist die geringe Größe: Der Transport des Maschinenhauses kann mit Standardfahrzeugen erfolgen. Das Maschinenhaus ist 6,8 Meter lang und hat einen Durchmesser von 4,2 Metern. Es wiegt nur 73 Tonnen, das ist weniger als das Maschinenhaus der 2,3-Megawatt-Anlage von Siemens. Dabei wurden von den fünf Komponenten einer Windenergieanlage – Rotor, Rotornabe, Maschinenhaus, Turm und Steuereinheit – bis auf das Maschinenhaus alle Einheiten aus den bestehenden Produkten übernommen. Die minimiert das Ausfallrisiko, das immer besteht, wenn solch innovative Produkte auf den Markt kommen.

In diesem Jahr werden weitere Testanlagen aufgestellt. Die Serienproduktion ist für 2011 vorgesehen. Windenergie ist ein zentraler Bestandteil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen im Geschäftsjahr 2009 einen Umsatz von 23 Milliarden Euro erzielte. 

Quelle: Siemens (IN 2010.07.6)
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