Neues Generatorkonzept für Windkraftanlagen
Winergy: Generator und Getriebe modular vereint
Winergy hat ein Antriebskonzept für Windkraftanlagen vorgestellt, das Generator und Getriebe in einem Produkt zusammenfasst. Die sonst bei getriebebehafteten Antriebssträngen nötige Kupplung entfällt. Modular aufgebaut ist das »HybridDrive« genannte System dennoch.
»Konventionelle getriebebehaftete Antriebsstränge für Windkraftanlagen bestehen - abgesehen vom Frequenzumrichter - aus Getriebe, Kupplung und Generator«, erläutert Tobias Hang, bei Winergy zuständig für Business Development. »Der 'HybridDrive’ dagegen verbindet ein zweistufiges Planetengetriebe und einen Permanentmagnet-betriebenen Synchrongenerator in einem einzigen Produkt, was den Antriebsstrang um etwa 35 Prozent verkürzt.« Im Vergleich zu konventionell aufgebauten Antriebssträngen mit Getriebe wiege der »HybridDrive« zirka 5 bis 10 Prozent weniger. »Die entscheidende Gewichts- und auch Kostenersparnis resultiert aber daraus, dass der kürzere Antriebsstrang eine erhebliche Verkleinerung der Gondel gestattet, was wiederum das Gewicht der gesamten Windkraftanlage stark reduziert«, betont Hang.
Hinzu komme die besondere Service- und Wartungsfreundlichkeit des modular aufgebauten Systems: »Der Generator, die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe lassen sich zur Wartung separat demontieren«, hebt Hang hervor. »Die Wartungsarbeiten sind direkt in der Gondel möglich, und weil die drei Module relativ leicht sind, kann der interne Service-Kran der Gondel sie bewegen, so dass kein externer Kran erforderlich ist.« Dies verringere Komplexität und Kosten von Service-Einsätzen.
Trotz seiner kompakten Bauweise erreicht der für Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen geeignete »HybridDrive« einen Spitzenwirkungsgrad von 94 Prozent, so dass er Winergy zufolge auch den höchsten Jahreswirkungsgrad aller bestehenden Technologien ermöglicht. »Wir haben verschiedene Antriebskonzepte miteinander verglichen und festgestellt, dass der 'HybridDrive’ das energieeffizienteste ist, weil kaum Reibungsverluste auftreten«, verdeutlicht Hang.
Der »HybridDrive« eignet sich für jede Gondelkonfiguration. In neuen Anlagendesigns erlaubt es seine Kompaktheit, die Gondel entsprechend klein zu bauen. In bestehenden Anlagendesigns braucht das Antriebssystem weniger Platz und ermöglicht es somit, Frequenzumrichter und Transformatoren in der Gondel anstatt im Turm unterzubringen. Wenn die Transformatoren in der Gondel sitzen, verringert dies laut Winergy die durch Niederspannungskabel entstehenden Verluste.
Dank des zweistufigen Planetengetriebes ohne schnell laufende Stirnradstufe benötigt der »HybridDrive« Winergy zufolge nur einen mittelschnell laufenden Generator, der obendrein deutlich kleiner ist als die Generatoren vergleichbarer Direktantriebe. Im Vergleich zu Direktantrieben benötigt der »HybridDrive« daher 80 Prozent weniger Seltene Erden.
Optional bietet Winergy den »HybridDrive« mit Gleitlagern anstelle konventioneller Wälzlager für die Planetenräder an. Vervollständigt wird der Antriebsstrang durch den modularen Winergy-Frequenzumrichter, der sich durch geringe Baugröße und die dem Unternehmen zufolge höchste verfügbare Leistungsdichte auszeichnet.
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