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40 Prozent leichter als konventionelle Technik

Erster supraleitender Generator für Windräder

12. Mai 2015, 7:05 Uhr | Heinz Arnold

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Supraleitende Generatoren günstiger als konventionelle

Deutlich sinkende Preise für die HTS-Drähte, genau das hatte Dr. Carsten Bührer, Managing Director der ECO 5 GmbH, anlässlich der ZIEHL-IV-Tagung in Bonn im vergangenen Jahr im Gespräch mit Energie & Technik gefordert. Dann stünde der fortschreitenden Kommerzialisierung von HTS-Generatoren nichts mehr im Weg. Und die Supraleitung könnte ihre Vorteile ausspielen: »Sie ist dann nicht nur ein wenig, sondern deutlich kostengünstiger ist als konventionelle Technologie.« Er geht davon aus, dass supraleitende Generatoren billiger werden können als Generatoren in konventioneller Technik, wie er im Interview mit Energie&Technik erklärt.

Die ECO 5 GmbH wirkt im Rahmen eines 2,3-Millionen-Euro-Vertrags am Bau des supraleitenden EcoSwing-Generators mit. ECO 5 ist eine Ingenieurfirma, die sich auf die Entwicklung effizienter Energieerzeugungssysteme spezialisiert hat, insbesondere auch auf Systeme, die auf Basis von Supraleitung arbeiten. Dazu zählen neben Generatoren auch supraleitende Fehlerstrombegrenzer.

»Envision arbeitet schon seit 2011 daran, leichte und wettbewerbsfähige Generatoren in ihren Windrädern einzusetzen. Unser Ziel besteht darin, supraleitende Generatoren zu den kosteneffektivsten Maschinen für die Energieerzeugung in Windrädern zu machen«, erklärt Carsten Bührer.

»Nach vielen Jahren der Entwicklung sind supraleitende Generatoren jetzt in ein Stadium eingetreten, in dem sie zu Test- und Demonstrationszwecken in voller Größe in existierenden modernen Windkraftanlagen eingesetzt werden können. Der EcoSwing-Direktantrieb ist eines der ambitioniertesten supraleitenden Systeme hinsichtlich der Drehmomentdichte und wir sind stolz darauf, an der Spitze dieses Projekts zu stehen«, sagt Anders Rebsdorf, CEO des Global Innovation Centre von Envision. Alle am Projekt Beteiligten sind überzeugt, dass EcoSwing gegenüber Direktantrieb- und Getriebe-Systemen eine wettbewerbsfähige Alternative darstellt.

»Wir setzen CAD-Design und die 3D-Finite-Elemente-Analyse ein, um die elektromagnetischen, die mechanischen und die thermischen Teile des supraleitenden Generators zu integrieren. Für den Entwurf der Tieftemperatur- und Vakuumsysteme ziehen wir unsere eigenentwickelte Software heran. Außerdem werden wir zum Test und der Qualifizierung der Materialien beitragen«, erklärt Carsten Bührer.

Das EcoSwing-Projekt

Das Gesamtbudget des Projekts beträgt 13,8 Millionen Euro, 10,5 Millionen Euro kommen aus dem Horizon 2020 Programm der EU (Förderkennzeichen 656024). Envision Energy (Dänemark) koordiniert das Projekt und stellt die Windkraftturbine zur Verfügung. Als Ingenieurfirma, die sich auf Supraleitung spezialisiert hat, ist die ECO 5 GmbH für das Kern-Design verantwortlich. Jeumont Electric SAS übernimmt als Spezialist für rotierende Maschinen die Stator-Fertigung. Die Delta Energy Systems GmbH ist für den Power Converter sowie für die Kommunikations- und Schutzelektronik verantwortlich. Die Theva Dünnschicht GmbH liefert die supraleitenden Drähte und ist auch für die Fertigung der Spulen zuständig. Sumitomo Cryogenics of Europe liefert die Tieftemperaturausrüstung um die Drähte auf die gewünschte Temperatur abzukühlen. DNV GL Renewables Certification beschäftigt sich mit der Vorzertifizierung. Die Universiteit Twente wird den supraleitenden Rotor bauen. Das Fraunhofer Institut IWES führt den Test im Leistungsprüfstand durch, bevor der EcoSwing-Generator in der Windkraftanlage installiert wird.