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trend:research prognostiziert rückläufigen Zubau von Onshore-Anlagen in Deutschland

Getriebelose Windenergieanlagen auf dem Vormarsch

18. Januar 2011, 18:24 Uhr | Andreas Knoll

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Trend zu getriebelosen Anlagen

Was die Technik anbelangt, befasst sich die Studie mit dem künftigen Anteil getriebeloser Windenergieanlagen. In der Onshore-Windenergie hat die Entwicklung hin zu getriebelosen Anlagen demnach bereits eingesetzt, jedoch ist das Verhältnis getriebeloser Anlagen zu Anlagen mit Getriebe bisher noch relativ ausgeglichen. Die Studie prognostiziert einen starken Rückgang der Anlagen mit Getriebe, wobei sich diese Entwicklung zunächst nur auf Onshore-Windenergieanlagen bezieht. In der Offshore-Windenergie setzt dieser Trend etwas zeitverzögert ein, aber auch hier werden sich getriebelose Anlagen voraussichtlich ab 2014 durchsetzen.

Im Jahr 2009 betrug der Anteil der neu installierten Anlagen mit Getriebe noch 40 Prozent, aber weil das Gros der befragten Anlagenbauer an einem getriebelosen Anlagenkonzept arbeitet, geht die Studie von einem drastischen Rückgang der Anlagen mit Getriebe am Markt in Deutschland aus - ein Trend, der von der sinkenden Anzahl neu installierter Anlagen bis 2020 unterstützt wird. Anno 2020 werden demnach etwa 55 Prozent der bestehenden Anlagen ohne Getriebe laufen. Diese Einschätzung beruht zum einen auf der Auswertung der Expertenbefragung und zum anderen auf der Hochrechnung der Entwicklung der letzten Jahre. Anwenden lässt sich die Prognose allerdings nur auf Deutschland: In anderen Ländern ist der Anteil getriebeloser Anlagen laut der Studie deutlich geringer und wird sich im Betrachtungszeitraum auch nicht dem deutschen Niveau annähern.

Der niedrigere Wartungsaufwand für Anlagen ohne Getriebe liegt der Studie zufolge als Vorteil klar auf der Hand: Mögliche Kosten durch den Ersatz der störungsanfälligen Getriebe entfallen. In Anlagen, in denen nach wie vor Getriebe zum Einsatz kommen, wird es sich künftig eher um mehrstufige Planetengetriebe handeln als um Stirnradgetriebe. Die Zukunft birgt somit laut der Studie für Getriebehersteller sowohl Chancen als auch Risiken: Während einerseits die Forschung und Entwicklung von robusteren und belastbareren Getrieben ein enormes Potenzial bietet, müssen andererseits die Getriebe einem sehr hohen Standard entsprechen, denn auch leichte Konstruktionsfehler können zu kostspieligen Betriebsstillständen führen.

Neuerungen bei Generatoren

Die technische Entwicklung der letzten Jahre in der Windenergie hat der Studie zufolge gezeigt, dass die Anlagengröße weiter zunimmt. Der momentane Stand der Technik sind demnach Anlagen der 5-MW-Klasse (Offshore), doch schon bald werden größere Anlagen am Markt verfügbar sein. Anlagen mit 6 MW sind bereits in der Entwicklung, und es bestehen Pläne für Anlagen mit bis zu 10 MW Nennleistung - erste Prototypen werden 2013 erwartet.

Abhängig ist dieser Anstieg der Nennleistung allerdings von einer Gewichtsreduktion der Generatoren. Falls sich die Hersteller dieser Aufgabe nicht widmen, wird ein Wachstum der Nennleistung auch in Zukunft eingeschränkt bleiben, weil es in besonderem Maße vom Gewicht des Generators abhängt. Wenn die Forderung nach steigender Leistung nämlich erfüllt würde, ohne das Gewicht und die Ausmaße zu reduzieren, würde sich auch die Frage nach Logistik und Errichtung der Anlage stellen. Die Aufgabe der Hersteller wird daher sein, eine möglichst hohe Nennleistung bei möglichst niedrigem Generatorgewicht zu erreichen. Damit stellt sich auch die Frage nach der Zukunft des Direktantriebs im Vergleich zur Getriebelösung. Bis zu welchem Punkt die Leistungssteigerung der Anlagen jenseits der 12 MW geht, ist allerdings noch offen. Größere Anlagen werden in der Prognose bis 2020 nicht angenommen.

Im Zusammenhang mit Generatoren, die direkt vom Rotor angetrieben werden, kann laut der Studie in etwa drei bis vier Jahren ein weiteres Problem entstehen: Eine hohe Nachfrage nach den erforderlichen Permanentmagneten könnte die Hersteller in Lieferschwierigkeiten bringen, was wiederum das Wachstum stark einschränken würde und gleichzeitig zu erheblichen Preissteigerungen führen könnte. Diese Meinung vertraten 50 Prozent der befragten technischen Betriebsführer.