BMU-Projekt Nabengenerator für Windkraftanlagen

Das vereinfachte Modell des Nabengenerators wurde bereits auf der EWEA 2013 in Wien gezeigt. Der Maßstab des Generators ist 1:5.
Das vereinfachte Modell des Nabengenerators wurde bereits auf der EWEA 2013 in Wien gezeigt. Der Maßstab des Generators ist 1:5.

Das Fraunhofer IWES und die Forschungsgruppe Windenergie FITT gGmbH entwickeln im Rahmen eines BMU-Projekts ein Designkonzept für Nabengeneratoren für Windkraftanlagen bis 3 MW. Die Vorteile der getriebelosen Windenergieanlagen: Weniger Wartung, weniger Kosten.

Windenergieanlagen, kurz: WEA, mit Getrieben sind auf der ganzen Welt in Betrieb. Fällt jedoch eine zentrale Komponenten auf Grund eines Schadens aus, so kann es zu einem längeren Stillstand der Anlagen und in Folge dessen zu einem Ausfall der Windenergieproduktion kommen. Um die Schadensanfälligkeit zu minimieren, möchten das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES und die Forschergruppe Windenergie FITT gGmbh der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes in einem BMU-Projekt »Leichtbau-Windturbine mit direkt integriertem Nabengenerator« eine getriebelose bzw. direkt angetriebenen Windenergieanlage entwickeln. Dabei setzten die Forscher auf einen Nabengenerator.

Der integrierte Nabengenerator steht für ein neues, getriebeloses Konzept von Antriebssträngen für Windkraftwerke. Patrick Tober, Projektleiter Komponenten und Fertigung am Fraunhofer IWES erklärt das Vorhaben: »Durch eine modulare, kompakte Bauweise sollen Material und Kosten gespart sowie eine höhere Robustheit der Anlage mit geringer Störanfälligkeit erzielt werden.« Die Bauweise unterscheidet sich von herkömmlichen Windenergieanlagen: Beim Nabengerator werden die Rotorblätter direkt auf dem Generator mit einer Leistung bis 3 MW angebracht und nicht mit einer Nabe vor dem Maschinenhaus verbunden. Die neue Leichtbauweise bietet auch Vorteile beim Transport und der Installation der WEA-Komponenten vor allem auf dem Meer.

Der Generator – Offen oder gekapselt?

In dem Projekt verfolgen die Forscher verschiedene Ansätze. Beispielsweise wird untersucht, welche Bauweise des Generators besser geeignet ist – offen oder vollständig gekapselt? Auf Fragen, wie sich die Turmkopfmasse reduzieren und eine durchgängige Leichtbauweise gewährleisten lässt, suchen die Projektmitglieder Antworten. Auch die reduzierte Komponentenzahl sowie das Kühlsystem in Hinblick auf Kostensenkung und Ertragssteigerung nehmen die Forscher unter die Lupe. Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Standardisierung von Komponenten und Schnittstellen sowie auf das Finden von Möglichkeiten zur Serienfertigung.

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, kurz: BMU, fördert das Projekt mit 1,55 Mio. Euro bis Ende 2015.