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Generatorkonzepte für Windenergieanlagen

Mit oder ohne Getriebe - das ist hier die Frage

11. Dezember 2012, 11:51 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Welches Konzept für welche Umgebungsbedingungen?

Auch Onshore-WEA müssen unter widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig laufen, etwa bei großer Kälte verbunden mit Vereisung. Welches Antriebsstrang-Konzept ist hier im Vorteil? »Beide Varianten lassen sich technisch so auslegen, dass sie auch bei widrigen Umgebungsbedingungen problemlos zu betreiben sind«, verdeutlicht Maaß. »Lediglich der technische Aufwand für die entsprechenden Anpassungen variiert.«

Für beide Versionen ließen sich jedoch auch im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen sowohl Vorteile als auch Nachteile finden: »Der technische Aufwand, der beispielsweise für das Aufwärmen des Getriebeöls bei kaltem Wetter nötig wird, ist recht überschaubar, weil dafür in der Regel lediglich Heizelemente eingesetzt werden, doch entfällt er für getriebelose WEA ganz«, führt Maaß aus. »In Offshore-Anwendungen lässt sich aber die Verlustleitung (Wärmeenergie) von WEA mit Getrieben einfacher abführen als bei den komplexen Generatoren getriebeloser WEA.«

Henseler betont, dass die Getriebe seines Unternehmens optimal an die Umgebungsbedingungen angepasst seien: »Die Felderfahrung etwa im Offshore-Bereich zeigt, dass herausfordernde Umgebungsbedingungen wie salzhaltige Luft durch entsprechende Vorkehrungen, etwa Dichtungs- und Schmierkonzepte sowie Konservierungen, kein Problem darstellt.«

Welches Konzept onshore, welches offshore?

Offshore-WEA sind in vielerlei Hinsicht anders auszulegen als Onshore-Anlagen: Sie müssen den widrigen Bedingungen auf dem offenen Meer standhalten, vor allem Salzwasser und salzhaltiger Luft. Zudem haben sie besonders wartungsarm zu sein. Angesichts dessen müssten getriebelose Antriebsstrang-Konzepte für Offshore-WEA eigentlich geeigneter sein als getriebebehaftete. Hersteller wie Vestas und REpower Systems setzen aber bei On- und Offshore gleichermaßen auf Getriebe: »Technisch gesehen ist der Einsatz beider Varianten sowohl für den Onshore- als auch für den Offshore-Bereich möglich«, hebt Maaß hervor. »Dies spiegelt sich auch bei der derzeitigen Umsetzung von On- und Offshore-Projekten wider. Wie auf dem Onshore- werden sich auf dem Offshore-Markt beide Versionen behaupten.«

Henseler betont ebenfalls, dass sich getriebebehaftete Architekturen sowohl für Onshore als auch für Offshore eignen: »Die Stückzahl der mit Getriebe ausgestatteten WEA weltweit beweist dies«, sagt er. »Im Onshore-Bereich ist die Getriebelösung aus unserer Erfahrung die bevorzugte. Weltweit werden immer noch mehr als 80 Prozent aller Onshore-WEA mit einem Getriebe ausgestattet. Im Offshore-Bereich zeigt sich dies noch deutlicher: Ein mehrjähriger Trackrecord mit signifikanter Turbinenanzahl von Direct-Drive-Konzepten existiert unserer Kenntnis nach nicht.«

Generell gebe es aus technischer Sicht keine Einschränkungen für eine Getriebelösung. Ganz im Gegenteil: »Weil auch die Turmkopfmasse für Offshore-Anwendungen ein entscheidendes Kriterium ist, eignen sich nicht alle Direct-Drive-Konzepte für den Einsatz auf dem Meer«, gibt Henseler zu bedenken. »Sowohl die klassische Getriebevariante als auch ein ‚HybridDrive‘ haben eine deutlich geringere Masse.«