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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 2

Welches Konzept für welche elektrische WEA-Leistung?

Weil es der Antriebsstrang ist, der die Windenergie in elektrische Energie umsetzt, stellt sich natürlich die Frage, inwieweit die Eignung der beiden Konzepte mit der elektrischen Leistung der WEA zusammenhängt. »Der vergangene und der aktuelle WEA-Markt zeigt, dass beide Varianten unabhängig von der elektrischen Nennleistung umsetzbar sind und ihren Zweck erfüllen«, stellt Maaß klar. »Die größten Serien-WEA 5M/6M von REpower Systems (5,075/6,15 MW Nennleistung, getriebebehaftet) und E126 von Enercon (7,58 MW Nennleistung, getriebelos) wurden bereits in kleinen Stückzahlen erfolgreich ans Netz gebracht. Vergleicht man die Gondelmassen der beiden WEA (E126 etwa 650 t und 6M zirka 410 t) ist gut zu erkennen, dass der Materialeinsatz für die getriebelose WEA doch erheblich größer ausfällt als für eine WEA mit Getriebe. Allerdings ist hier zu betonen, dass die elektrische Nennleistung der E126 um 1,43 MW höher ist als die der 6M. Aus unserer Sicht liegen WEA mit Getriebe ab etwa 2 MW WEA-Nennleistung wegen des geringeren Materialbedarfs vorn.«

Henseler stimmt ihm zu: »Die Leistungsklassen einer WEA sind für den Einsatz eines Winergy-Getriebes absolut unabhängig«, sagt er. »Winergy liefert aktuell Getriebe von 750 kW bis 6,5 MW in jede Art von WEA. Getriebelösungen lassen sich auch im Bereich 6 MW bis 12 MW hochskalieren. Entsprechende Entwicklungen finden bei Winergy aktuell statt.«

Welches Konzept für welche Windklasse?

Ebenso wenig wie von der elektrischen WEA-Leistung hängt die Eignung der beiden Antriebsstrang-Konzepte von der zu erwartenden Windgeschwindigkeit ab. »Windgeschwindigkeit bzw. Windklasse sehen wir nicht als Eignungskriterium für die eine oder andere Variante«, legt Maaß dar. Henseler pflichtet ihm bei: »Auch die Windgeschwindigkeiten beeinflussen den Einsatz eines Getriebes nicht«, führt er aus. »Durch die flexible Anpassung der Übersetzungsverhältnisse bieten sie dem Kunden sogar einen Vorteil bei der Wahl des Generators. Es lassen sich schnell und mittelschnell drehende Generatoren einsetzen, so dass auch in Schwachwindgebieten ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird.«

Kosten-Nutzen-Verhältnis

Bleibt die Frage nach dem Verhältnis der Vor- und Nachteile der beiden Konzepte zu deren Investitions- und laufenden Kosten. »Im Leistungsbereich bis 2 MW sehen wir das gleiche Kosten-Nutzen-Verhältnis für beide Antriebsstrang-Varianten«, erläutert Maaß. »Ab 2 MW muss die Zukunft zeigen, ob der größere Materialeinsatz für getriebelose WEA sich negativ auf die Kosten auswirkt.« Henseler zeigt sich gegenüber dem getriebelosen Konzept skeptisch: »Nach unserem Kenntnisstand rechnet sich Direct Drive nur, wenn eine ausreichend hohe Ausfallwahrscheinlichkeit einer getriebebehafteten Lösung unterstellt wird«, sagt er. »Die Anschaffungskosten sind höher als bei Getrieben, und die Wartungskosten dürften im gleichen Rahmen sein.«

Im Einsatz bewährt haben sich indes beide Konzepte: »Sie sind auf dem Onshore-Markt etabliert und wurden bzw. werden in großen Stückzahlen produziert und errichtet«, resümiert Maaß. »Daran ist zu erkennen, dass keines der Konzepte alle Vorteile in sich vereint. Es wird sowohl für getriebelose WEA als auch für WEA mit Getriebe einen Platz am Markt geben. Weil beide Konzepte zu Hunderten errichtet wurden, lässt sich aus einem großen Erfahrungsschatz schöpfen.«