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| iequelle. Diese kann zukünftig entscheidend zu einer klimaverträglichen und bezahlbaren Stromversorgung beitragen. Stall-geregelte Anlage • Aufbau einer stall-geregelten Windenergieanlage mit Getriebe und konstanter Drehzahl der Firma NEG-Micon (Grafik: Bundesverband Windenergie) Stall-Konzept • links: Leistungsbegrenzung bei Windzunahme durch Strömungsabriss (engl. stall); rechts: Leistun | -geregelte Anlage • Aufbau einer stall-geregelten Windenergieanlage mit | Getriebe | und konstanter Drehzahl der Firma NEG-Micon (Grafik: Bundesverband Wind | Universität Stuttgart. Themenheft Forschung Nr. 6, 2010 | |
| nd im elektrischen System. Hierzu haben sich von anfänglich drei nun zwei Bauarten etabliert. Pitch-geregelte Anlage • Aufbau einer Drehzahl-variablen, Pitch-geregelten Windenergieanlage ohne Getriebe der Firma Enercon (Grafik: Bundesverband Windenergie) Zunächst setzte vor allem die dänische Firma Vestas ein Verfahren ein, das eine bis zu zehnprozentige Drehzahlvariabilität erreicht. Dies | ufbau einer Drehzahl-variablen, Pitch-geregelten Windenergieanlage ohne | Getriebe | der Firma Enercon (Grafik: Bundesverband Windenergie) Zunächst setzte v | Universität Stuttgart. Themenheft Forschung Nr. 6, 2010 | |
| er Zeitanteil, in dem die Turbine betriebsbereit ist, liegt inzwischen bei 98 bis 99 Prozent [4]. Trotzdem sind weitere Verbesserungen in der Haltbarkeit der teuren Komponenten Rotorblatt und Getriebe sowie in der Zuverlässigkeit der elektrischen Komponenten und Sensoren notwendig. Dies betrifft insbesondere Anlagen der Megawattklasse, die seit Ende der 1990er Jahre und zu Beginn dieses Ja | Verbesserungen in der Haltbarkeit der teuren Komponenten Rotorblatt und | Getriebe | sowie in der Zuverlässigkeit der elektrischen Komponenten und Sensoren | Universität Stuttgart. Themenheft Forschung Nr. 6, 2010 | |
| . Technischer Aufbau einer Windkraftanlage Die gesamte Technik ist in der Gondel untergebracht. Sie ist drehbar auf dem Turm gelagert. Der Generator ist in der Gondel (gegebenenfalls über ein Getriebe ) mit dem Rotor verbunden. Es gibt zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe. Anlagen mit Getriebe erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf eine für de | Turm gelagert. Der Generator ist in der Gondel (gegebenenfalls über ein | Getriebe | ) mit dem Rotor verbunden. Es gibt zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: | Landratsamt Schweinfurt | |
| ar auf dem Turm gelagert. Der Generator ist in der Gondel (gegebenenfalls über ein Getriebe) mit dem Rotor verbunden. Es gibt zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe . Anlagen mit Getriebe erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf eine für den Generator günstige Drehzahl. Das Getriebe wird kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. Das Öl übernimmt n | gibt zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne | Getriebe | . Anlagen mit Getriebe erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf | Landratsamt Schweinfurt | |
| rt. Der Generator ist in der Gondel (gegebenenfalls über ein Getriebe) mit dem Rotor verbunden. Es gibt zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe. Anlagen mit Getriebe erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf eine für den Generator günstige Drehzahl. Das Getriebe wird kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. Das Öl übernimmt nicht nur die Schmierun | ei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe. Anlagen mit | Getriebe | erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf eine für den Generator | Landratsamt Schweinfurt | |
| zwei Bauweisen bei Windkraftanlagen: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe. Anlagen mit Getriebe erhöhen die niedrige Drehzahl des Generators auf eine für den Generator günstige Drehzahl. Das Getriebe wird kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. Das Öl übernimmt nicht nur die Schmierung, sondern auch die zusätzliche Kühlung des Bauteils. Der Wirkungsgrad eines WKA-Getriebes liegt bei cir | ehzahl des Generators auf eine für den Generator günstige Drehzahl. Das | Getriebe | wird kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. Das Öl übernimmt nicht n | Landratsamt Schweinfurt | |
| Der Wirkungsgrad eines WKA-Getriebes liegt bei circa 98 Prozent. Bei getriebelosen Anlagen sitzt der Rotor des Generators direkt auf der Rotorwelle. Die meisten Hersteller setzen Anlagen mit Getriebe ein. Die wichtigsten Teile einer Windkraftanlage sind der Rotor, das Maschinenhaus (Gondel), der Turm mit dem Fundament und die Transformatorstation. Wie funktioniert der Rotor? Die Rotorblät | rs direkt auf der Rotorwelle. Die meisten Hersteller setzen Anlagen mit | Getriebe | ein. Die wichtigsten Teile einer Windkraftanlage sind der Rotor, das Ma | Landratsamt Schweinfurt | |
| , dass der Wind wirkungslos daran vorbei weht, indem die Vorderkante des Rotorblattes in die Anströmung gedreht wird. 1 Wärmetauscher 2 Schaltschrank 2 3 Schaltschrank 1 4 Hydraulikaggregat 5 Getriebe 6 Rotorwelle 7 Rotorlager 8 Azimutantrieb 9 Getriebeölkühler 10 Rotorbremse 11 Kupplung 12 Generator 13 Kühlwasserpumpe 14 Luke für Bordkran 15 Schaltschrank 3 | Wärmetauscher 2 Schaltschrank 2 3 Schaltschrank 1 4 Hydraulikaggregat 5 | Getriebe | 6 Rotorwelle 7 Rotorlager 8 Azimutantrieb 9 Getriebeölkühler 10 Rotorbr | Landratsamt Schweinfurt | |
| elnden Windstärken eine stetige Stromeinspeisung garantieren, die Rotorflügel werden aktiv auf einen optimalen Winkel zum anströmenden Wind eingestellt und der Rotor treibt direkt, d. h. ohne Getriebe , einen großen Ringgenerator an. Hierdurch erhöht sich einerseits die Zuverlässigkeit der Anlage, da Getriebe in Windenergieanlagen zu den am höchsten belasteten Komponenten gehören. Andererse | m anströmenden Wind eingestellt und der Rotor treibt direkt, d. h. ohne | Getriebe | , einen großen Ringgenerator an. Hierdurch erhöht sich einerseits die Zu | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| n Winkel zum anströmenden Wind eingestellt und der Rotor treibt direkt, d. h. ohne Getriebe, einen großen Ringgenerator an. Hierdurch erhöht sich einerseits die Zuverlässigkeit der Anlage, da Getriebe in Windenergieanlagen zu den am höchsten belasteten Komponenten gehören. Andererseits führt dies auch zu einem hohen Gewicht. Ausgewählte Komponenten und Logistik Zentrale Komponenten in ein | an. Hierdurch erhöht sich einerseits die Zuverlässigkeit der Anlage, da | Getriebe | in Windenergieanlagen zu den am höchsten belasteten Komponenten gehören | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| rmemissionen aufweisen als frühere Anlagen. Hierzu tragen – je nach Konzept der Hersteller – beispielsweise eine bessere Kapselung des Maschinenhauses und eine Reduktion der bewegten Teile im Getriebe bzw. getriebelose Anlagen bei. Durch den planungsrechtlich geforderten Abstand zur Wohnbebauung sind moderne Anlagen dort normalerweise akustisch nicht mehr wahrnehmbar. Die geringe Zahl der | Kapselung des Maschinenhauses und eine Reduktion der bewegten Teile im | Getriebe | bzw. getriebelose Anlagen bei. Durch den planungsrechtlich geforderten | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| 28-34 m/sec 25-35 m/sec 25-30 m/sec 27 m/sec 25 m/sec 25 m/sec 25 m/sec Leistungsregelung Pitch Pitch Pitch Pitch Pitch Pitch Aktiv-Stall Rotormaterial GFK GFK/CFK GFK/CFK GFK CFK/GFK GFK GFK Getriebe getriebelos Stufenplaneten- Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ getriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Generator Synchron | Pitch Aktiv-Stall Rotormaterial GFK GFK/CFK GFK/CFK GFK CFK/GFK GFK GFK | Getriebe | getriebelos Stufenplaneten- Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ Pla | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| ng Pitch Pitch Pitch Pitch Pitch Pitch Aktiv-Stall Rotormaterial GFK GFK/CFK GFK/CFK GFK CFK/GFK GFK GFK Getriebe getriebelos Stufenplaneten- Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ getriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Generator Synchron Synchron Asynchron Asynchron Asynchron Asynchron Asynchron Turmkopfmasse (Turmkopf 504 | belos Stufenplaneten- Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ Planeten/ | getriebe | Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Stirnradgetriebe Sti | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| b 6 gibt einen Überblick über die Anlagen, wobei immer nur entweder die Daten des aktuell leistungsstärksten Prototypen bzw. die jeweils größte Serienanlage eines Herstellers verzeichnet ist. Getriebe gehören zu den mechanisch hoch beanspruchten Teilen der Anlage. In früheren Anlagengenerationen hatten sich Getriebe teilweise als störanfällig erwiesen. Für die Multimegawatt-Anlagen haben v | bzw. die jeweils größte Serienanlage eines Herstellers verzeichnet ist. | Getriebe | gehören zu den mechanisch hoch beanspruchten Teilen der Anlage. In früh | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| en bzw. die jeweils größte Serienanlage eines Herstellers verzeichnet ist. Getriebe gehören zu den mechanisch hoch beanspruchten Teilen der Anlage. In früheren Anlagengenerationen hatten sich Getriebe teilweise als störanfällig erwiesen. Für die Multimegawatt-Anlagen haben verschiedene Hersteller neue, verbesserte Getriebekonzepte entwickelt, die sich durch eine kompaktere Bauweise, eine h | pruchten Teilen der Anlage. In früheren Anlagengenerationen hatten sich | Getriebe | teilweise als störanfällig erwiesen. Für die Multimegawatt-Anlagen habe | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| hiedene Schutzvorrichtungen eingebaut, die im Folgenden beschrieben werden (ENERCON Windenergieanlagen, Vertriebsdokument, Information Wassergefährdende Stoffe an der E-115, November 2011). Getriebe : Die E-115 besitzt kein Hauptgetriebe, da man hier den Rotor direkt an einen Ringgenerator gekoppelt hat, dessen Drehzahl nicht hochgestuft werden muss. Die üblicherweise vorhandene Menge von | t, Information Wassergefährdende Stoffe an der E-115, November 2011). | Getriebe | : Die E-115 besitzt kein Hauptgetriebe, da man hier den Rotor direkt an | VDH Projektmanagement GmbH | |
| chgestuft werden muss. Die üblicherweise vorhandene Menge von über 400 l Getriebeöl entfällt somit. Azimutgetriebe: Die E-115 besitzt 12 Azimutgetriebe zur Windnachführung der Gondel. Diese Getriebe sind jeweils mit ca. 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den Getrieben sitzen die Elektromotoren. Die Getriebe befinden sich im Maschinenträger, der die gesamte Ölmenge aufnehmen kann, zusätzlich sind | e E-115 besitzt 12 Azimutgetriebe zur Windnachführung der Gondel. Diese | Getriebe | sind jeweils mit ca. 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den Getrieben sitzen di | VDH Projektmanagement GmbH | |
| Azimutgetriebe: Die E-115 besitzt 12 Azimutgetriebe zur Windnachführung der Gondel. Diese Getriebe sind jeweils mit ca. 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den Getrieben sitzen die Elektromotoren. Die Getriebe befinden sich im Maschinenträger, der die gesamte Ölmenge aufnehmen kann, zusätzlich sind unter den Azimutantrieben Ölauffangwannen montiert. Blattverstellung: Über 3 Pitchgetriebe werden d | 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den Getrieben sitzen die Elektromotoren. Die | Getriebe | befinden sich im Maschinenträger, der die gesamte Ölmenge aufnehmen kan | VDH Projektmanagement GmbH | |
| die Modalanalyse, d.h. die dynamische Verhaltensanalyse schwingungsfähiger Systeme zur Eigenfrequenzbestimmung, relevant. Der simulierte Triebstrang mit steifer Einspannung besteht aus einem Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 104:1 und einem Drehzahlvariablen 1,5 MW Generator. Der Betriebsbereich beginnt ab einer Windgeschwindigkeit von 4 m/s und dreht ab einer Windgeschwindigk | t. Der simulierte Triebstrang mit steifer Einspannung besteht aus einem | Getriebe | mit einem Übersetzungsverhältnis von 104:1 und einem Drehzahlvariablen | Deutsche WindGuard Engineering GmbH, Universität Oldenburg, Fachhochschule Kiel, Deutsche WindGuard Offshore GmbH | |
| aus dem Wind. Nennleistung 1.5 MW Rotordurchmesser 77.1 m Anzahl der Rotorblätter 3 - Nabenhöhe 61.5 m Turmhöhe 60 m Rotorüberhang 3.7 m Rotationale Drehrichtung Uhrzeigersinn - Übertragung Getriebe - Aerodynamische Kontrolle Pitch - Fixe / Variable Geschwindigkeit Variabel - Radiale Position der Blattwurzel 1.25 m Einschaltwindgeschwindigkeit 4 m/s Abschaltwindgeschwindigkeit 20 m/s Tab | otorüberhang 3.7 m Rotationale Drehrichtung Uhrzeigersinn - Übertragung | Getriebe | - Aerodynamische Kontrolle Pitch - Fixe / Variable Geschwindigkeit Vari | Deutsche WindGuard Engineering GmbH, Universität Oldenburg, Fachhochschule Kiel, Deutsche WindGuard Offshore GmbH | |
| rotor und Generator funktioniert. Viele Generatoren benötigen, verglichen mit dem Rotor einer Windkraftanlage, in Abhängigkeit seiner Polzahl hohe Drehzahlen. Deshalb haben viele Windturbinen Getriebe , die die Drehzahl auf eine für den Generator passende Höhe heraufsetzen oder nutzen vielpolige Ringgeneratoren mit großem Durchmesser, die seit Anfang des Jahrtausends von einigen Herstellern | igkeit seiner Polzahl hohe Drehzahlen. Deshalb haben viele Windturbinen | Getriebe | , die die Drehzahl auf eine für den Generator passende Höhe heraufsetzen | Unabhängiges Institut für Umweltfragen e.V. (UfU), Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| gungseffekt aufgrund der stark verteilten Wertschöpfungskette nicht nur den Küstenraum, sondern auch die industriellen Ballungsräume Süd- und Westdeutschlands, wo wichtige Bauteile wie Lager, Getriebe und Generatoren hergestellt werden. Das neue EEG hat dem deutschen Offshore-Markt überraschend erschwerte Rahmenbedingungen auferlegt, da die Degressionsstufen sowohl dem Koalitionsvertrag au | allungsräume Süd- und Westdeutschlands, wo wichtige Bauteile wie Lager, | Getriebe | und Generatoren hergestellt werden. Das neue EEG hat dem deutschen Offs | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| ote liegt bei 80 bis 90 Prozent der Gesamtanlage. Die besten Entwicklungsmöglichkeiten bietet die Wiederverwertung der Rotorblätter aus Verbundwerkstoffen. Eine typische Windenergieanlage mit Getriebe und Stahlrohrturm besteht inklusive Fundament zu über 80 Prozent aus Stahl und Beton. Weitere nennenswerte Anteile machen glasfaser- und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff sowie Kupfer au | otorblätter aus Verbundwerkstoffen. Eine typische Windenergieanlage mit | Getriebe | und Stahlrohrturm besteht inklusive Fundament zu über 80 Prozent aus St | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| en finden zuweilen an Standorten in anderen Ländern ihre Zweitverwendung. S Schallentwicklung. Bei einer Windenergieanlage gibt es zwei Schallquellen: zum einen die mechanischen Bauteile wie Getriebe und Generator, zum anderen entsteht durch die Bewegung des Rotors aerodynamischer Schall. Beim Bau von Windenergieanlagen müssen im Rahmen eines Genehmigungsverfahrens umfassende baurechtlich | age gibt es zwei Schallquellen: zum einen die mechanischen Bauteile wie | Getriebe | und Generator, zum anderen entsteht durch die Bewegung des Rotors aerod | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| nachführung aus dem Wind generieren, und aktiven Systemen mit externer elektrischer oder hydraulischer Hilfsenergie unterschieden. T Technik – Komponenten einer Windenergieanlage. Anlage mit Getriebe : Rotorblatt, Anemometer, Steuerelektronik, Getriebe, Rotorwelle, Generator, Motoren für die Windrichtungsnachführung, Rotorarretierung und Turm. Turm und Fundament: Um die Standfestigkeit de | rschieden. T Technik – Komponenten einer Windenergieanlage. Anlage mit | Getriebe | : Rotorblatt, Anemometer, Steuerelektronik, Getriebe, Rotorwelle, Genera | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| temen mit externer elektrischer oder hydraulischer Hilfsenergie unterschieden. T Technik – Komponenten einer Windenergieanlage. Anlage mit Getriebe: Rotorblatt, Anemometer, Steuerelektronik, Getriebe , Rotorwelle, Generator, Motoren für die Windrichtungsnachführung, Rotorarretierung und Turm. Turm und Fundament: Um die Standfestigkeit der Windenergieanlage zu gewährleisten, ist je nach Fe | eanlage. Anlage mit Getriebe: Rotorblatt, Anemometer, Steuerelektronik, | Getriebe | , Rotorwelle, Generator, Motoren für die Windrichtungsnachführung, Rotor | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| hführung drehbar auf dem Turm gelagert. Der Aufbau der Gondel beschreibt die vom Hersteller gewählte Form, um die Komponenten des Antriebsstranges (Rotorwelle mit Lagerung, Generator und ggf. Getriebe ) auf dem Maschinenträger zu positionieren. Getriebe: Das Getriebe nimmt die Drehzahlanpassung zwischen langsam laufendem Rotor und schnell laufendem Generator vor. Dazu werden mehrere Planete | enten des Antriebsstranges (Rotorwelle mit Lagerung, Generator und ggf. | Getriebe | ) auf dem Maschinenträger zu positionieren. Getriebe: Das Getriebe nimmt | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| er Gondel beschreibt die vom Hersteller gewählte Form, um die Komponenten des Antriebsstranges (Rotorwelle mit Lagerung, Generator und ggf. Getriebe) auf dem Maschinenträger zu positionieren. Getriebe : Das Getriebe nimmt die Drehzahlanpassung zwischen langsam laufendem Rotor und schnell laufendem Generator vor. Dazu werden mehrere Planeten- bzw. Stirnradstufen hintereinander geschaltet. Wi | Generator und ggf. Getriebe) auf dem Maschinenträger zu positionieren. | Getriebe | : Das Getriebe nimmt die Drehzahlanpassung zwischen langsam laufendem Ro | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| hreibt die vom Hersteller gewählte Form, um die Komponenten des Antriebsstranges (Rotorwelle mit Lagerung, Generator und ggf. Getriebe) auf dem Maschinenträger zu positionieren. Getriebe: Das Getriebe nimmt die Drehzahlanpassung zwischen langsam laufendem Rotor und schnell laufendem Generator vor. Dazu werden mehrere Planeten- bzw. Stirnradstufen hintereinander geschaltet. Wird ein speziel | ggf. Getriebe) auf dem Maschinenträger zu positionieren. Getriebe: Das | Getriebe | nimmt die Drehzahlanpassung zwischen langsam laufendem Rotor und schnel | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| Generator vor. Dazu werden mehrere Planeten- bzw. Stirnradstufen hintereinander geschaltet. Wird ein speziell entwickelter hochpoliger Ringgenerator mit großem Durchmesser verwendet, kann das Getriebe entfallen. Generator: Der Generator wandelt die mechanische Drehbewegung des Triebstranges in elektrische Energie um. Dabei kommen im Wesentlichen zwei Generatortypen und ihre Abwandlungen zu | er hochpoliger Ringgenerator mit großem Durchmesser verwendet, kann das | Getriebe | entfallen. Generator: Der Generator wandelt die mechanische Drehbewegun | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| rt jedoch einen Schleifringläufer, der mit höherem Wartungsaufwand verbunden ist. Drehzahlvariable Generatorsysteme sind für moderne Windenergieanlagen die bevorzugte Konzeption. Anlage ohne Getriebe : Anemometer, Steuerelektronik, Motoren für die Windrichtungsnachführung, (Ring-) Generator, Scheibenbremse und Rotorblatt. T Tourismus – voller Energie und Weitblick. Kritiker behaupten, das | für moderne Windenergieanlagen die bevorzugte Konzeption. Anlage ohne | Getriebe | : Anemometer, Steuerelektronik, Motoren für die Windrichtungsnachführung | Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) | |
| entwicklung. Dagegen tritt bei pitch-geregelten Windenergieanlagen diese Problematik nicht auf. Als weitere Schallquellen sind bei einer Windenergieanlage der Antriebsstrang mit Welle, Lager, Getriebe , Kupplung und Generator und die Nachführsysteme für Gondel und Rotorblatt sowie das Kühlgebläse zu nennen. Durch wirkungsvolle Maßnahmen zur Isolierung, Dämpfung und Schallentkopplung konnten | n sind bei einer Windenergieanlage der Antriebsstrang mit Welle, Lager, | Getriebe | , Kupplung und Generator und die Nachführsysteme für Gondel und Rotorbla | Deutscher Städte- und Gemeindebund (DStGB) | |
| die Drei-Punkt-Lagerung von der Rotorwelle auf den Maschinenträger übertragen. Das rotorseitige Pendelrollenlager wird als Festlager direkt am Maschinenträger montiert. Die Loslagerung ist im Getriebe integriert, mit dem die Rotorwelle über einen Spannsatz verbunden ist. Die auf das Getriebe wirkenden Lagerlasten werden wiederum über eine elastisch aufgehängte Drehmomentenstütze auf den Ma | ls Festlager direkt am Maschinenträger montiert. Die Loslagerung ist im | Getriebe | integriert, mit dem die Rotorwelle über einen Spannsatz verbunden ist. | Nordex Energy GmbH | |
| ige Pendelrollenlager wird als Festlager direkt am Maschinenträger montiert. Die Loslagerung ist im Getriebe integriert, mit dem die Rotorwelle über einen Spannsatz verbunden ist. Die auf das Getriebe wirkenden Lagerlasten werden wiederum über eine elastisch aufgehängte Drehmomentenstütze auf den Maschinenträger übertragen. Das rotorseitige Pendelrollenlager wird von einem speziell angepas | mit dem die Rotorwelle über einen Spannsatz verbunden ist. Die auf das | Getriebe | wirkenden Lagerlasten werden wiederum über eine elastisch aufgehängte D | Nordex Energy GmbH | |
| rtes Schmiedeteil mit angeschmiedetem Rotorflansch aus Edelstahl. Am Wellenende wird die Rotorwelle direkt in den Planetenträger des Getriebes gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des Getriebes ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission optimiert. In di | enträger des Getriebes gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem | Getriebe | verbunden. Das Getriebe ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Sti | Nordex Energy GmbH | |
| geschmiedetem Rotorflansch aus Edelstahl. Am Wellenende wird die Rotorwelle direkt in den Planetenträger des Getriebes gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des Getriebes ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission optimiert. In die Drehmomentenstütze des | esteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. Das | Getriebe | ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. | Nordex Energy GmbH | |
| des Getriebes vom Maschinenträger realisiert. Bei den Elastomerlagern wurde mit Blick auf die Lebensdauer besonderes Augenmerk auf die Materialgüte gelegt. In die elastische Kupplung zwischen Getriebe und Generator ist eine Scheibenbremse mit zwei Bremszangen integriert, die bei Notbremsungen thermisch große Reserven hat. Die Kupplung gleicht den Versatz zwischen Getriebe und Generator aus | enmerk auf die Materialgüte gelegt. In die elastische Kupplung zwischen | Getriebe | und Generator ist eine Scheibenbremse mit zwei Bremszangen integriert, | Nordex Energy GmbH | |
| Kupplung zwischen Getriebe und Generator ist eine Scheibenbremse mit zwei Bremszangen integriert, die bei Notbremsungen thermisch große Reserven hat. Die Kupplung gleicht den Versatz zwischen Getriebe und Generator aus, der durch die elastische Aufhängung des Getriebes auftritt. Darüber hinaus ist in der Kupplung eine Rutschkupplung integriert, die die Übertragung von Momentenstößen bei ei | thermisch große Reserven hat. Die Kupplung gleicht den Versatz zwischen | Getriebe | und Generator aus, der durch die elastische Aufhängung des Getriebes au | Nordex Energy GmbH | |
| triebes auftritt. Darüber hinaus ist in der Kupplung eine Rutschkupplung integriert, die die Übertragung von Momentenstößen bei einem eventuellen Generatorkurzschluss verhindert und somit das Getriebe schont. Die mechanische Scheibenbremse dient als zusätzliches Sicherheitssystem. Sie wird lediglich bei gravierenden Störungen, z. B. Versagen der primären Sicherheitssysteme (Blattverstellun | ßen bei einem eventuellen Generatorkurzschluss verhindert und somit das | Getriebe | schont. Die mechanische Scheibenbremse dient als zusätzliches Sicherhei | Nordex Energy GmbH | |
| ....................................................................Gleichstrommotoren, ..............................................................batteriegepuffert, synchrongeregelt 11.4 Getriebe Bauart:.................................................................1 Planetenstufe, 2 Stirnradstufen Nennleistung: ....................................................................... | ...............................batteriegepuffert, synchrongeregelt 11.4 | Getriebe | Bauart:................................................................ | Nordex Energy GmbH | |
| l. Blattverstellung und Blätter:....................................... ca. 32 t Gondel (ohne Rotor):................................................................................. ca. 56 t Getriebe :.................................................................................................... ca. 14 t Generator: ...................................................................... | .............................................................. ca. 56 t | Getriebe | :....................................................................... | Nordex Energy GmbH | |
| mente bei pitchgeregelten Windenergieanlagen bei gleicher Rotorgröße und -drehzahl weitgehend proportional zur entnommenen Leistung sind, können Kosten bei weiteren Komponenten (unter anderem Getriebe , Turm und Fundament) eingespart werden. Weiterhin erfolgt die Auslegung der Leistungselektronik auf eine geringere Leistung, sodass eine Auslegung der Windkraftanlage auf niedrigere spezifisc | en Leistung sind, können Kosten bei weiteren Komponenten (unter anderem | Getriebe | , Turm und Fundament) eingespart werden. Weiterhin erfolgt die Auslegung | Agora Energiewende | |
| uer. Der Wartungs- und Serviceaufwand wird reduziert (u.a. weniger Verschleißteile, kein Getriebeölwechsel) und die Betriebskosten sinken. Rotornabe und der Rotor des Ringgenerators sind ohne Getriebe als feste Einheit direkt miteinander verbunden. Gelagert wird die Rotoreinheit auf einer feststehenden Achse, dem sog. Achszapfen. Im Vergleich zu herkömmlichen Getriebeanlagen mit zahlreiche | iebskosten sinken. Rotornabe und der Rotor des Ringgenerators sind ohne | Getriebe | als feste Einheit direkt miteinander verbunden. Gelagert wird die Rotor | ENERCON GmbH | |
| auertemperaturbeständigkeit der im Ringgenerator verarbeiteten Isolierstoffe, sodass eine Überstrapazierung durch zu hohe Temperaturen ausgeschlossen ist. Vorteile ENERCON Ringgenerator: kein Getriebe , niedriger Verschleiß durch langsam rotierende Maschine, geringe Maschinenlasten durch hohe Drehzahlvariabilität, ertragsoptimierte Steuerung, hohe Netzverträglichkeit, keine Verwendung von S | e Temperaturen ausgeschlossen ist. Vorteile ENERCON Ringgenerator: kein | Getriebe | , niedriger Verschleiß durch langsam rotierende Maschine, geringe Maschi | ENERCON GmbH | |
| gelagert. Die Rotorwelle ist im Maschinenhaus im Rotorlager gelagert. Im Rotorlager ist eine Rotorarretierung integriert, mit der der Rotor zuverlässig mechanisch festgesetzt werden kann. Das Getriebe erhöht die Drehzahl des Rotors auf die für den Generator erforderliche Drehzahl. Die Getriebelager und die Verzahnung werden kontinuierlich mit Öl versorgt. Für die Ölzirkulation sorgt eine P | , mit der der Rotor zuverlässig mechanisch festgesetzt werden kann. Das | Getriebe | erhöht die Drehzahl des Rotors auf die für den Generator erforderliche | Nordex Energy GmbH | |
| es Getriebes. Die Getriebelager- und Öltemperaturen werden kontinuierlich überwacht. Ist die Betriebstemperatur noch nicht erreicht, führt ein ThermoBypass das Getriebeöl direkt zurück in das Getriebe . Wird die Betriebstemperatur des Getriebeöls überschritten, wird es gekühlt. Die Getriebekühlung ist über einen Öl/Wasser-Kühler realisiert, der sich direkt am Getriebe befindet. Die Rückkühl | ht erreicht, führt ein ThermoBypass das Getriebeöl direkt zurück in das | Getriebe | . Wird die Betriebstemperatur des Getriebeöls überschritten, wird es gek | Nordex Energy GmbH | |
| l direkt zurück in das Getriebe. Wird die Betriebstemperatur des Getriebeöls überschritten, wird es gekühlt. Die Getriebekühlung ist über einen Öl/Wasser-Kühler realisiert, der sich direkt am Getriebe befindet. Die Rückkühlung des Kühlwassers erfolgt in Kombination mit dem Kühlwasser des Generators in einem Passivkühler auf dem Dach des Maschinenhauses. Der Generator ist eine 6-polige, dop | ekühlung ist über einen Öl/Wasser-Kühler realisiert, der sich direkt am | Getriebe | befindet. Die Rückkühlung des Kühlwassers erfolgt in Kombination mit de | Nordex Energy GmbH | |
| richtung gestellten Rotorblätter, sobald eine definierte Drehzahl unterschritten wird und bringt den Rotor schließlich zum Stillstand. Sie besteht aus einer Bremszange, die auf die hinter dem Getriebe montierte Bremsscheibe wirkt. Mit den Azimutantrieben wird das Maschinenhaus optimal in den Wind gedreht. Die vier Azimutantriebe befinden sich auf dem Maschinenträger im Maschinenhaus. Sie b | um Stillstand. Sie besteht aus einer Bremszange, die auf die hinter dem | Getriebe | montierte Bremsscheibe wirkt. Mit den Azimutantrieben wird das Maschine | Nordex Energy GmbH | |
| bremse ausgestattet. Abb. 3 Übersichtszeichnung Maschinenhaus 1 Wärmetauscher 2 Getriebeölkühler 3 Schaltschrank 2 4 Rotorbremse 5 Schaltschrank 1 6 Kupplung 7 Hydraulikaggregat 8 Generator 9 Getriebe 10 Kühlwasserpumpe 11 Rotorwelle 12 Luke für Bordkran 13 Rotorlager 14 Schaltschrank 3 15 Azimutantrieb Abb. 4 Komponenten des Azimutsystems 1 Maschinenträger 2 Azimutantriebe mit Eingriff in | orbremse 5 Schaltschrank 1 6 Kupplung 7 Hydraulikaggregat 8 Generator 9 | Getriebe | 10 Kühlwasserpumpe 11 Rotorwelle 12 Luke für Bordkran 13 Rotorlager 14 | Nordex Energy GmbH | |
| mutdrehverbindung sind jeweils mit einem automatischen Schmiersystem ausgestattet. Die Schaltschränke im Maschinenhaus und im Turmfuß der Windenergieanlage sind mit Klimageräten ausgestattet. Getriebe , Generator, Hydraulikaggregat und alle Schaltschränke sind mit Heizungen ausgestattet. Im Maschinenhaus dient ein fest installierter elektrischer Kettenzug zum Heben von Werkzeugen, Bauteilen | nd im Turmfuß der Windenergieanlage sind mit Klimageräten ausgestattet. | Getriebe | , Generator, Hydraulikaggregat und alle Schaltschränke sind mit Heizunge | Nordex Energy GmbH | |
| eweglicher Brückenkran dient zum Bewegen der Materialien innerhalb des Maschinenhauses. Verschiedene Optionen für zusätzliche Ausstattungen der Windenergieanlage stehen zur Verfügung. Kühlung Getriebe und Generator werden über einen gekoppelten Öl/Wasserkreislauf gekühlt. Durch einen Thermo-Bypass wird beim Anlaufen das leicht gewärmte Getriebeöl direkt zurück in das Getriebe geführt und e | liche Ausstattungen der Windenergieanlage stehen zur Verfügung. Kühlung | Getriebe | und Generator werden über einen gekoppelten Öl/Wasserkreislauf gekühlt. | Nordex Energy GmbH | |
| gung. Kühlung Getriebe und Generator werden über einen gekoppelten Öl/Wasserkreislauf gekühlt. Durch einen Thermo-Bypass wird beim Anlaufen das leicht gewärmte Getriebeöl direkt zurück in das Getriebe geführt und erst nach Erreichen der Betriebstemperatur in den Plattenwärmetauscher gegeben. Abb. 5 Schematische Darstellung der Getriebe- und Generatorkühlung 1 Getriebe mit Ölpumpe 2 Platten | wird beim Anlaufen das leicht gewärmte Getriebeöl direkt zurück in das | Getriebe | geführt und erst nach Erreichen der Betriebstemperatur in den Plattenwä | Nordex Energy GmbH | |
| en das leicht gewärmte Getriebeöl direkt zurück in das Getriebe geführt und erst nach Erreichen der Betriebstemperatur in den Plattenwärmetauscher gegeben. Abb. 5 Schematische Darstellung der Getriebe - und Generatorkühlung 1 Getriebe mit Ölpumpe 2 Plattenwärmetauscher 3 Generator 4 Wasserpumpe 5 Passive Kühler Der Umrichter im Turmfuß wird durch ein Wasser/Glykolgemisch gekühlt. Eine Pumpe | n den Plattenwärmetauscher gegeben. Abb. 5 Schematische Darstellung der | Getriebe | - und Generatorkühlung 1 Getriebe mit Ölpumpe 2 Plattenwärmetauscher 3 G | Nordex Energy GmbH | |
| direkt zurück in das Getriebe geführt und erst nach Erreichen der Betriebstemperatur in den Plattenwärmetauscher gegeben. Abb. 5 Schematische Darstellung der Getriebe- und Generatorkühlung 1 Getriebe mit Ölpumpe 2 Plattenwärmetauscher 3 Generator 4 Wasserpumpe 5 Passive Kühler Der Umrichter im Turmfuß wird durch ein Wasser/Glykolgemisch gekühlt. Eine Pumpe fördert das Gemisch durch Hauptu | n. Abb. 5 Schematische Darstellung der Getriebe- und Generatorkühlung 1 | Getriebe | mit Ölpumpe 2 Plattenwärmetauscher 3 Generator 4 Wasserpumpe 5 Passive | Nordex Energy GmbH | |
| S-400-18-LT mechanische Bremse Typ aktive betätigte Scheibenbremse Anordnung auf der schnellen Welle Scheibendurchmesser 920 mm Anzahl der Bremskaliber 1 Material der Bremsbeläge Sintermetall Getriebe Typ mehrstufiges Planetengetriebe + Stirnradstufe Übersetzungsverhältnis 106,8 Schmierung Zwangsschmierung Öltyp VG 320 Max. Öltemperatur 75 °C Ölwechsel Wechsel nach Bedarf Rotor Elektrische | 920 mm Anzahl der Bremskaliber 1 Material der Bremsbeläge Sintermetall | Getriebe | Typ mehrstufiges Planetengetriebe + Stirnradstufe Übersetzungsverhältni | Nordex Energy GmbH | |
| send parametriert werden. Generator Schutzart IP 54 (Schleifringkasten IP 23) Nennspannung 660 V Frequenz 50 Hz Drehzahlbereich 730…1320 min-1 Pole 6 Gewicht ca. 10,6 t Kühlung und Filtration Getriebe Typ 1. Kühlkreis: Ölkreislauf mit Öl/ WasserWärmetauscher und Thermobypass 2. Kühlkreis: Wasser/ Luft gemeinsam mit Generatorkühlung Filter Grobfilter 50 µm Feinfilter 10 µm Volumenstrom Stuf | bereich 730…1320 min-1 Pole 6 Gewicht ca. 10,6 t Kühlung und Filtration | Getriebe | Typ 1. Kühlkreis: Ölkreislauf mit Öl/ WasserWärmetauscher und Thermobyp | Nordex Energy GmbH | |
| ufigem Planetengetriebe Notstromversorgung Bleigelakkumulatoren Hydraulisches System Hydrauliköl VG 32 Ölmenge ca. 25 l thermischer Schutz integrierte PT100 Azimutantrieb Motor Asynchronmotor Getriebe 4-stufiges Planetengetriebe Anzahl der Antriebe 4 Schmierung Öl, ISO VG 150 Nachführgeschwindigkeit ca. 0,5 °/s Azimutbremse 1. Typ Scheibenbremse mit hydraulischen Bremskalibern Material Bre | thermischer Schutz integrierte PT100 Azimutantrieb Motor Asynchronmotor | Getriebe | 4-stufiges Planetengetriebe Anzahl der Antriebe 4 Schmierung Öl, ISO VG | Nordex Energy GmbH | |
| t für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA) Engineering und Technologie (ZEA-1) Machbarkeitsstudie zum Aufbau und Betrieb eines Prüfstandes für Antriebsstränge von Windenergieanlagen mit Getriebe im Leistungsbereich bis 15 MW am Standort Forschungszentrum Jülich Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 220 ISSN 1866-1793 ISBN 978- | etrieb eines Prüfstandes für Antriebsstränge von Windenergieanlagen mit | Getriebe | im Leistungsbereich bis 15 MW am Standort Forschungszentrum Jülich Schr | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| Zukunft zu erwartenden Instrumenten ein WEA Prüfstand integriert werden kann. Mit dem Bau des Teststandes soll die Möglichkeit geschaffen werden, den Antriebsstrang von Windenergieanlagen mit Getriebe bodennah zu testen und relevante Forschung an den Komponenten des Antriebssystems durchzuführen. An dem für Industrie und Wissenschaft zugänglichen Großgerät sollen insbesondere die windund n | chkeit geschaffen werden, den Antriebsstrang von Windenergieanlagen mit | Getriebe | bodennah zu testen und relevante Forschung an den Komponenten des Antri | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| ohen Lasten weiterhin eine wichtige Konzeption im Rahmen der Weiterentwicklung der Windenergieanlagen darstellen. Nordrhein–Westfalen ist einer der weltweit führenden Produktionsstandorte für Getriebe von Windkraftanlagen. Daneben beheimatet das Land auch führende Forschungseinrichtungen im Bereich der Windenergie. Das Center for Wind Power Drives (CWD) und das Institut für Maschinenelemen | ein–Westfalen ist einer der weltweit führenden Produktionsstandorte für | Getriebe | von Windkraftanlagen. Daneben beheimatet das Land auch führende Forschu | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| an der Machbarkeitsstudie und sind als enger Kooperationspartner an einer späteren Nutzung des Prüfstandes interessiert. Für die Entwicklung der gesamten Windenergieanlagen, insbesondere der Getriebe , für große Leistungsbereiche hin zur Serienfertigung ist es notwendig Testmöglichkeiten zu schaffen, die die Anlagen und deren Komponenten unter realistischen Bedingungen belasten, ohne auf ä | . Für die Entwicklung der gesamten Windenergieanlagen, insbesondere der | Getriebe | , für große Leistungsbereiche hin zur Serienfertigung ist es notwendig T | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| akete der Machbarkeitsstudie Im September 2011 ist ein erstes Rahmenkonzept für eine Machbarkeitsstudie „Aufbau und Betrieb eines Teststandes für den Antriebsstrang von Windenergieanlagen mit Getriebe im Leistungsbereich von 10 - 20 MW“ erstellt worden. Die Einzelaufwendungen, die im Rahmen der Machbarkeitsstudie anfallen sowie die Aufwendungen für die Finanzierung der geplanten Unterauftr | ieb eines Teststandes für den Antriebsstrang von Windenergieanlagen mit | Getriebe | im Leistungsbereich von 10 - 20 MW“ erstellt worden. Die Einzelaufwendu | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| r liefern. Aus den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die mit der neuen Testeinrichtung ermöglicht werden, sind ebenfalls richtungsweisende Innovationen für den gesamten Antriebsstrang mit Getriebe , Generator und Steuerungselektronik zu erwarten. Das Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung, IME und das Center for Wind Power Drives, CWD (beide RWTH Aachen) haben unter Leit | alls richtungsweisende Innovationen für den gesamten Antriebsstrang mit | Getriebe | , Generator und Steuerungselektronik zu erwarten. Das Institut für Masch | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| ungen an den Prüfstand dargestellt. Daher sind sie im Rahmen der Nutzeranalyse nicht erneut befragt worden. Aus dem Workshop hatte sich ergeben, dass alle Getriebehersteller an dem Test ihrer Getriebe unter realitätsnahen Bedingungen auf dem geplanten Prüfstand sehr interessiert sind. Teilweise wären schon zu diesem Zeitpunkt Prüfungen sehr kurzfristig sinnvoll gewesen. Dass die Prüfung mi | shop hatte sich ergeben, dass alle Getriebehersteller an dem Test ihrer | Getriebe | unter realitätsnahen Bedingungen auf dem geplanten Prüfstand sehr inter | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| nzepte erforderlich Generator: 400 – 1.800 rpm: Leistung wie Antrieb Prüflingsgewicht: 70 – 160 t (integrierte Konzepte) Maße: Straßenverkehrstauglich Netzlasten: FRT-Lasten nur mechanisch am Getriebe Turmeinfluss: geeignet (rechnerisch) zu berücksichtigen Fazit des Workshops: Die teilnehmenden Getriebehersteller befürworten einen möglichst frühen Nutzungsbeginn des Teststandes. Sie prä | Maße: Straßenverkehrstauglich Netzlasten: FRT-Lasten nur mechanisch am | Getriebe | Turmeinfluss: geeignet (rechnerisch) zu berücksichtigen Fazit des Work | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| rden die einzelnen Elemente des Prüfstandes mit ihren Spezifikationen erläutert. 3.1 Gondeltest Der Prüfstand soll die Möglichkeit bieten, sowohl komplette Windkraft-Gondeln als auch einzelne Getriebe zu testen. Die Gondeln werden ohne Nabe eingesetzt und an ihrem Naben-Anschlussflansch an die Antriebswelle der Prüfanlage angebunden. Ein Gondeltest mit Einbindung der Nabe würde aufgrund de | öglichkeit bieten, sowohl komplette Windkraft-Gondeln als auch einzelne | Getriebe | zu testen. Die Gondeln werden ohne Nabe eingesetzt und an ihrem Naben-A | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| on der Technologie, die sich durchsetzen wird. Der hier untersuchte Prüfstand soll die Energiewende durch Forschung und Entwicklung voran bringen und dabei die regionale Zulieferindustrie für Getriebe und andere Baugruppen unterstützen. Aus diesem Grund und weil von optimierten, getriebegestützten Anlagen Kostenvorteile gegenüber anderen Lösungen erwartet werden, konzentriert sich der Eins | Entwicklung voran bringen und dabei die regionale Zulieferindustrie für | Getriebe | und andere Baugruppen unterstützen. Aus diesem Grund und weil von optim | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| 10 MW-Anlagen mit einer geschätzten Nenndrehzahl von 8 Umdrehungen pro Minute ein Nennmoment von etwa 12,7 MNm (IME, S. 6). 3.3 Getriebetest Neben dem Test ganzer Gondeln sollen auch einzelne Getriebe getestet werden können. Dafür müssen im Einzelfall Adaptierungen in Form eines Montagerahmens vorgenommen werden, um das Getriebe in der Höhe und im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. | 6). 3.3 Getriebetest Neben dem Test ganzer Gondeln sollen auch einzelne | Getriebe | getestet werden können. Dafür müssen im Einzelfall Adaptierungen in For | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| triebetest Neben dem Test ganzer Gondeln sollen auch einzelne Getriebe getestet werden können. Dafür müssen im Einzelfall Adaptierungen in Form eines Montagerahmens vorgenommen werden, um das Getriebe in der Höhe und im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. Auf der Abtriebseite des Getriebes wird für den Testbetrieb eine prüfstandseitige Lastmaschine vorgesehen. Dieser Lastgenerator b | l Adaptierungen in Form eines Montagerahmens vorgenommen werden, um das | Getriebe | in der Höhe und im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. Auf der A | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| nd im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. Auf der Abtriebseite des Getriebes wird für den Testbetrieb eine prüfstandseitige Lastmaschine vorgesehen. Dieser Lastgenerator bremst die vom Getriebe übertragene Leistung und speist die Energie zur Rekuperation in die elektrische Anlage des Prüfstandes ein. Mit dieser Konfiguration ist der Getriebetest unabhängig von den Anlagenherstellern | andseitige Lastmaschine vorgesehen. Dieser Lastgenerator bremst die vom | Getriebe | übertragene Leistung und speist die Energie zur Rekuperation in die ele | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| von den Anlagenherstellern möglich. Prinzipiell ist dieser Aufbau auch für den Test von Generatoren unterschiedlicher Hersteller verwendbar, wenn für den zu prüfenden Generator ein passendes Getriebe zur Verfügung gestellt wird. Der Test von Generatoren ist generell nicht so stark abhängig von den Querbelastungen auf der Antriebswelle, da diese Belastungen durch das davor liegende Getrieb | ersteller verwendbar, wenn für den zu prüfenden Generator ein passendes | Getriebe | zur Verfügung gestellt wird. Der Test von Generatoren ist generell nich | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| etriebe zur Verfügung gestellt wird. Der Test von Generatoren ist generell nicht so stark abhängig von den Querbelastungen auf der Antriebswelle, da diese Belastungen durch das davor liegende Getriebe aufgenommen werden. Der Test von Generatoren ohne komplette Windkraftgondel wird eher auf stationären Prüfständen der Hersteller durchgeführt. 3.4 Hauptantrieb Der Hauptantriebsmotor des Prüf | en auf der Antriebswelle, da diese Belastungen durch das davor liegende | Getriebe | aufgenommen werden. Der Test von Generatoren ohne komplette Windkraftgo | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| nte 2, der Endausbaustufe, insgesamt 50,4 Mio. Euro ermittelt worden. 3.5 Belastungseinheit zur Windkraftsimulation Zwischen dem Hauptantrieb und der zu testenden Gondel oder dem zu testenden Getriebe ist die Belastungseinheit angeordnet. Die Welle der Belastungseinheit wird durch den Hauptantrieb angetrieben und gibt dieses Antriebsmoment weiter an das Prüfobjekt. In der Belastungseinheit | chen dem Hauptantrieb und der zu testenden Gondel oder dem zu testenden | Getriebe | ist die Belastungseinheit angeordnet. Die Welle der Belastungseinheit w | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| n 18 MW muss die Lastmaschine 15 MW Dauerleistung zurückspeisen können und, genauso wie der Hauptantrieb, eine Überlastfähigkeit von 25% in 60 Sekunden bereitstellen können. Da sie hinter dem Getriebe arbeitet, wird sie mit einer Nenndrehzahl von 900 Upm bei einem Maximalwert von 1800 Upm, angetrieben (IME, S. 13). Zum Test von mittelschnellen Getriebelösungen mit Ausgangsdrehzahlen um 500 | ähigkeit von 25% in 60 Sekunden bereitstellen können. Da sie hinter dem | Getriebe | arbeitet, wird sie mit einer Nenndrehzahl von 900 Upm bei einem Maximal | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| Die Variante mit dem Permanent-Magnet-Direktantrieb benötigt ein Fundament mit einer Gesamtlänge von ca. 44 m und einer Breite von ca. 12 m. Beim Einsatz als Getriebeprüfstand wird hinter dem Getriebe die Lastmaschine zusätzlich aufgestellt. Die Anordnung von Getriebe mit Lastmaschine benötigt in etwa den gleichen Platz auf dem Fundament wie eine entsprechende Gondel. Für den Platzbedarf d | Breite von ca. 12 m. Beim Einsatz als Getriebeprüfstand wird hinter dem | Getriebe | die Lastmaschine zusätzlich aufgestellt. Die Anordnung von Getriebe mit | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| dament mit einer Gesamtlänge von ca. 44 m und einer Breite von ca. 12 m. Beim Einsatz als Getriebeprüfstand wird hinter dem Getriebe die Lastmaschine zusätzlich aufgestellt. Die Anordnung von Getriebe mit Lastmaschine benötigt in etwa den gleichen Platz auf dem Fundament wie eine entsprechende Gondel. Für den Platzbedarf der elektrischen Anlagen sind neben den Anschlusstrafos die Umrichter | dem Getriebe die Lastmaschine zusätzlich aufgestellt. Die Anordnung von | Getriebe | mit Lastmaschine benötigt in etwa den gleichen Platz auf dem Fundament | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| urmkopf erreichen, ist bei einer Verdoppelung der Leistung mit einer ähnlichen Größenordnung des Gewichtes im Bereich bis 500 t nur für die Gondel (ohne Nabe und Rotorblätter) zu rechnen. Die Getriebe alleine werden mit mindestens 125 t abgeschätzt und eine Krananlage mit mindesten 450 t Hublast empfohlen (IME, S. 22). Im Extremfall kann die schwere Getriebebaugruppe auf dem Prüfstand nach | s 500 t nur für die Gondel (ohne Nabe und Rotorblätter) zu rechnen. Die | Getriebe | alleine werden mit mindestens 125 t abgeschätzt und eine Krananlage mit | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| ungsmöglichkeiten befragt (JSWD, S. 47). Die größte, relativ kompakte und schwere Baugruppe der Windkraftanlagen, die aufgrund ihrer Komplexität möglichst nicht zerlegt werden sollte, ist das Getriebe . Anlässlich des Workshops am 27.08.2012 (Kapitel 2.4) wurde dieses Thema auch mit den anwesenden Vertretern der Getriebehersteller diskutiert. Die Teilnehmer waren einheitlich der Ansicht, da | fgrund ihrer Komplexität möglichst nicht zerlegt werden sollte, ist das | Getriebe | . Anlässlich des Workshops am 27.08.2012 (Kapitel 2.4) wurde dieses Them | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| hops am 27.08.2012 (Kapitel 2.4) wurde dieses Thema auch mit den anwesenden Vertretern der Getriebehersteller diskutiert. Die Teilnehmer waren einheitlich der Ansicht, dass auch zukünftig die Getriebe , auch wenn sie für größere Leistungen ausgelegt sind, an ihren Firmenstandorten montiert und von dort ausgeliefert werden. Für die in dem Workshop vertretenen Unternehmen bedeutet das einen T | . Die Teilnehmer waren einheitlich der Ansicht, dass auch zukünftig die | Getriebe | , auch wenn sie für größere Leistungen ausgelegt sind, an ihren Firmenst | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| op vertretenen Unternehmen bedeutet das einen Transport über das Straßennetz (s.a. (DMT, S. 27)). Als Transportaufgabe wurde daher, entsprechend den Erkenntnissen aus dem Workshop, ein großes Getriebe LxBxH von 6x5x4 m und 150 t Maximalgewicht definiert. Aus dieser Größenordnung ergibt sich ein 45 m langes Transportfahrzeug mit einem Gesamtgewicht von 230 t. Auf diesem Kesselbetttransporte | urde daher, entsprechend den Erkenntnissen aus dem Workshop, ein großes | Getriebe | LxBxH von 6x5x4 m und 150 t Maximalgewicht definiert. Aus dieser Größen | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| lage auf ein Minimum reduziert. Der direktgetriebene Ringgenerator erfordert keinen Einsatz von Getriebeöl. Dies führt zu einer Ersparnis von 500 l wassergefährdender Stoffe gegenüber WEA mit Getriebe . Hydrauliköle finden zudem dank des weitestgehenden Einsatzes elektromechanischer Komponenten lediglich in sehr geringer Menge Verwendung. Die sich im Fuße des Turms befindlichen Transformato | u einer Ersparnis von 500 l wassergefährdender Stoffe gegenüber WEA mit | Getriebe | . Hydrauliköle finden zudem dank des weitestgehenden Einsatzes elektrome | Ökostrom Consulting Freiburg GmbH | |
| der Rotorblattprofile führt nicht nur zu einem höheren Energieertrag, sondern auch zu Fortschritten hinsichtlich der Schallreduzierung. Eine weitere Quelle von Schallemissionen bei WEA ist im Getriebe zu finden. Da es sich bei dem geplanten Vorhaben jedoch um die Errichtung einer getriebelosen Anlage handelt, entfällt diese Störquelle. Enercon gibt den Schallleistungspegel der vorgesehenen | allreduzierung. Eine weitere Quelle von Schallemissionen bei WEA ist im | Getriebe | zu finden. Da es sich bei dem geplanten Vorhaben jedoch um die Errichtu | Ökostrom Consulting Freiburg GmbH | |
| rmöglicht. Die wesentlichen Bestandteile einer Windkraftanlage sind einerseits der Rotor, bestehend aus Nabe und Rotorblättern, und andererseits die Maschinengondel, die den Generator und das Getriebe schützt. Die Gondel ist drehbar und auf dem so genannten Turm gelagert, der wiederum für die notwendige Standsicherheit der Windkraftanlage sorgt. Darüber hinaus sind im Turm der Netzanschlus | ättern, und andererseits die Maschinengondel, die den Generator und das | Getriebe | schützt. Die Gondel ist drehbar und auf dem so genannten Turm gelagert, | DCTI Deutsches CleanTech Institut GmbH | |
| Expansion. Im Jahr 2009 hat das indische Unternehmen seine Anteile am deutschen Turbinenhersteller REpower auf 73,7 Prozent aufgestockt. Darüber hinaus hält Suzlon 61,3 Prozent am belgischen Getriebe -Hersteller Hansen [Welt Online: 2009]. Windparkbetreiber Grafik 11 zeigt die installierte Kapazität der weltweit bedeutendsten Windparkbetreiber im Jahr 2007. Hierbei wird die Vorreiterstellu | zent aufgestockt. Darüber hinaus hält Suzlon 61,3 Prozent am belgischen | Getriebe | -Hersteller Hansen [Welt Online: 2009]. Windparkbetreiber Grafik 11 zeig | DCTI Deutsches CleanTech Institut GmbH | |
| direkt angetriebener 10 MW Windkraftgenerator auf Kupferbasis würde ca. 700 t wiegen und ist nicht mehr auf der Straße transportabel. In dieser Leistungsklasse würde also nur eine Anlage mit Getriebe in Frage kommen, die aber Offshore nicht wünschenswert ist, da der Wartungsaufwand zu groß wäre. Ein 10 MW Supraleitergenerator wiegt alles in allem ca. 120 t. Dies bedeutet, eine erhebliche | transportabel. In dieser Leistungsklasse würde also nur eine Anlage mit | Getriebe | in Frage kommen, die aber Offshore nicht wünschenswert ist, da der Wart | DCTI Deutsches CleanTech Institut GmbH | |
| land weder in großer Stückzahl durchgesetzt, noch kommen sie in den großen Multimegawattanlagen zum Einsatz und werden daher nicht näher beschrieben. III Windkraft 2.1 Windenergieanlagen mit Getriebe und schnell laufender Abtriebswelle Bild: Nordex Windenergieanlagen herkömmlicher Bauart, die einen handelsüblichen Generator mit 1.500 min-1 benutzen, brauchen zur Erhöhung der Rotordrehzahl | aher nicht näher beschrieben. III Windkraft 2.1 Windenergieanlagen mit | Getriebe | und schnell laufender Abtriebswelle Bild: Nordex Windenergieanlagen her | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| handelsüblichen Generator mit 1.500 min-1 benutzen, brauchen zur Erhöhung der Rotordrehzahl (etwa 6 – 30 min-1) auf die Generatordrehzahl (üblicherweise 1.500 min-1) ein zwischengeschaltetes Getriebe . In der Regel ist dies bei den heute üblichen Anlagengrößen ein kombiniertes Stirnrad-Planetengetriebe. 2.2 Windenergieanlagen mit Getriebe und langsam laufender Abtriebswelle Die Firma Mult | Generatordrehzahl (üblicherweise 1.500 min-1) ein zwischengeschaltetes | Getriebe | . In der Regel ist dies bei den heute üblichen Anlagengrößen ein kombini | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| blicherweise 1.500 min-1) ein zwischengeschaltetes Getriebe. In der Regel ist dies bei den heute üblichen Anlagengrößen ein kombiniertes Stirnrad-Planetengetriebe. 2.2 Windenergieanlagen mit Getriebe und langsam laufender Abtriebswelle Die Firma Multibrid verfolgt in ihrer Multimegawattanlage M5000 ein neues Getriebekonzept. Es kommt ein Getriebe mit langsam laufender Abtriebswelle zum Ei | ein kombiniertes Stirnrad-Planetengetriebe. 2.2 Windenergieanlagen mit | Getriebe | und langsam laufender Abtriebswelle Die Firma Multibrid verfolgt in ihr | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| netengetriebe. 2.2 Windenergieanlagen mit Getriebe und langsam laufender Abtriebswelle Die Firma Multibrid verfolgt in ihrer Multimegawattanlage M5000 ein neues Getriebekonzept. Es kommt ein Getriebe mit langsam laufender Abtriebswelle zum Einsatz. Gegenüber den sonst üblichen Getriebeübersetzungen zwischen 1:60 und 1:120 hat die M5000 eine Übersetzung von ca. 1:10. Durch die niedrigeren | ihrer Multimegawattanlage M5000 ein neues Getriebekonzept. Es kommt ein | Getriebe | mit langsam laufender Abtriebswelle zum Einsatz. Gegenüber den sonst üb | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| aufender Abtriebswelle zum Einsatz. Gegenüber den sonst üblichen Getriebeübersetzungen zwischen 1:60 und 1:120 hat die M5000 eine Übersetzung von ca. 1:10. Durch die niedrigeren Drehzahlen im Getriebe sollen die dynamischen Lasten reduziert werden. Gleichzeitig wurde eine Verbesserung der Schmierung der Planetenräder erreicht, da bei dem Getriebe der M5000 im Gegensatz zu herkömmlichen Pl | 5000 eine Übersetzung von ca. 1:10. Durch die niedrigeren Drehzahlen im | Getriebe | sollen die dynamischen Lasten reduziert werden. Gleichzeitig wurde ein | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| 1:10. Durch die niedrigeren Drehzahlen im Getriebe sollen die dynamischen Lasten reduziert werden. Gleichzeitig wurde eine Verbesserung der Schmierung der Planetenräder erreicht, da bei dem Getriebe der M5000 im Gegensatz zu herkömmlichen Planetengetrieben, der Antrieb über das Hohlrad erfolgt und die Planetenräder ortsfest angeordnet sind. Der Läufer des Generators ist direkt auf die Ab | eine Verbesserung der Schmierung der Planetenräder erreicht, da bei dem | Getriebe | der M5000 im Gegensatz zu herkömmlichen Planetengetrieben, der Antrieb | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| aus der Schwerkraft und den Biegemomenten aufnehmen. Für die Lagerung kommen verschiedene Konzepte zur Anwendung: • Rotorwelle mit separater Fest-Loslagerung (Vierpunkt-Lagerung). Rotor und Getriebe sind separat gelagert (Beispiele: Vestas V90, Nordex N80). Vorteile: Einleitung der Rotorkräfte über den Grundrahmen in den Turm. Ermöglicht einfachen Getriebeausbau. Getriebe übernimmt üb | torwelle mit separater Fest-Loslagerung (Vierpunkt-Lagerung). Rotor und | Getriebe | sind separat gelagert (Beispiele: Vestas V90, Nordex N80). Vorteile: | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| ). Rotor und Getriebe sind separat gelagert (Beispiele: Vestas V90, Nordex N80). Vorteile: Einleitung der Rotorkräfte über den Grundrahmen in den Turm. Ermöglicht einfachen Getriebeausbau. Getriebe übernimmt überwiegend nur das Drehmoment. Nachteile: Höhere Masse und größere Baulänge. • Rotorwelle mit Dreipunkt-Lagerung. Rotor und Getriebe teilen sich das antriebsseitige Getriebelager | über den Grundrahmen in den Turm. Ermöglicht einfachen Getriebeausbau. | Getriebe | übernimmt überwiegend nur das Drehmoment. Nachteile: Höhere Masse und g | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| den Turm. Ermöglicht einfachen Getriebeausbau. Getriebe übernimmt überwiegend nur das Drehmoment. Nachteile: Höhere Masse und größere Baulänge. • Rotorwelle mit Dreipunkt-Lagerung. Rotor und Getriebe teilen sich das antriebsseitige Getriebelager (Beispiele: Fuhrländer FL2500, REpower 5M). Vorteile: Geringere Baulänge und weniger Masse. Nachteile: Das Getriebe übernimmt neben den Drehmome | e und größere Baulänge. • Rotorwelle mit Dreipunkt-Lagerung. Rotor und | Getriebe | teilen sich das antriebsseitige Getriebelager (Beispiele: Fuhrländer FL | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| reipunkt-Lagerung. Rotor und Getriebe teilen sich das antriebsseitige Getriebelager (Beispiele: Fuhrländer FL2500, REpower 5M). Vorteile: Geringere Baulänge und weniger Masse. Nachteile: Das Getriebe übernimmt neben den Drehmomenten auch Teile der Rotorlasten. Der Rotor muss zur Demontage des Getriebes abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das Getriebe (Beispiele: Fuhrlän | er 5M). Vorteile: Geringere Baulänge und weniger Masse. Nachteile: Das | Getriebe | übernimmt neben den Drehmomenten auch Teile der Rotorlasten. Der Rotor | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| sse. Nachteile: Das Getriebe übernimmt neben den Drehmomenten auch Teile der Rotorlasten. Der Rotor muss zur Demontage des Getriebes abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das Getriebe (Beispiele: Fuhrländer FL1000, Vestas V82). Vorteile: Verkürzung der Baulänge gegenüber Dreipunkt-Lagerung. Nachteile: Das Getriebe muss die Rotorlasten vollständig übernehmen. Es ist nicht | es Getriebes abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das | Getriebe | (Beispiele: Fuhrländer FL1000, Vestas V82). Vorteile: Verkürzung der B | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das Getriebe (Beispiele: Fuhrländer FL1000, Vestas V82). Vorteile: Verkürzung der Baulänge gegenüber Dreipunkt-Lagerung. Nachteile: Das Getriebe muss die Rotorlasten vollständig übernehmen. Es ist nicht möglich, das Getriebe unabhängig vom Rotor zu demontieren. 3.8 Hauptwelle (auch Rotorwelle) Meist geschmiedet und hohl (für die Vers | e: Verkürzung der Baulänge gegenüber Dreipunkt-Lagerung. Nachteile: Das | Getriebe | muss die Rotorlasten vollständig übernehmen. Es ist nicht möglich, das | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| Fuhrländer FL1000, Vestas V82). Vorteile: Verkürzung der Baulänge gegenüber Dreipunkt-Lagerung. Nachteile: Das Getriebe muss die Rotorlasten vollständig übernehmen. Es ist nicht möglich, das Getriebe unabhängig vom Rotor zu demontieren. 3.8 Hauptwelle (auch Rotorwelle) Meist geschmiedet und hohl (für die Versorgung des Rotors mit Elektrizität und Hydraulik). 3.9 Hauptgetriebe Das Getrieb | muss die Rotorlasten vollständig übernehmen. Es ist nicht möglich, das | Getriebe | unabhängig vom Rotor zu demontieren. 3.8 Hauptwelle (auch Rotorwelle) | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| etriebe unabhängig vom Rotor zu demontieren. 3.8 Hauptwelle (auch Rotorwelle) Meist geschmiedet und hohl (für die Versorgung des Rotors mit Elektrizität und Hydraulik). 3.9 Hauptgetriebe Das Getriebe muss bei konventionell gebauten Windenergieanlagen die vergleichsweise geringe Drehzahl des Rotors (ca. 6 bis 30 min-1) auf eine für den Generator passende Drehzahl von z. B. 1.500 min-1 über | rgung des Rotors mit Elektrizität und Hydraulik). 3.9 Hauptgetriebe Das | Getriebe | muss bei konventionell gebauten Windenergieanlagen die vergleichsweise | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| ereinfachung der Konstruktion des Planetenträgers, der dann nur noch einer Scheibe ähnelt: „flexible pin“ mit Planetenrad und Lager „flexible pin“ unter Last Bild: Maag In einem ausgeführten Getriebe sind die Anordnung der beiden Planetenstufen sowie die Verzweigung der Last erkennbar: Bild: Maag Der Rotor (links; grün) treibt direkt das erste Hohlrad mit den daran auf „flexible pins“ sit | d und Lager „flexible pin“ unter Last Bild: Maag In einem ausgeführten | Getriebe | sind die Anordnung der beiden Planetenstufen sowie die Verzweigung der | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| durch Netzstörungen. Nachteile: Teurer Umrichter, da er die gesamte Leistung übertragen muss. Wasserkühlung des Generators. • Vielpolige (Synchron-)Ringgeneratoren: Windenergieanlagen ohne Getriebe benötigen einen langsam laufenden Ringgenerator mit entsprechend hoher Polzahl, der bereits bei Rotordrehzahl seinen Nennbetriebspunkt erreicht. Das lässt sich aber nur mit vergleichsweise gr | ors. • Vielpolige (Synchron-)Ringgeneratoren: Windenergieanlagen ohne | Getriebe | benötigen einen langsam laufenden Ringgenerator mit entsprechend hoher | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| hzahl seinen Nennbetriebspunkt erreicht. Das lässt sich aber nur mit vergleichsweise großen Durchmessern (6 m und mehr) realisieren. Vorteile: Hoher Wirkungsgrad, großer Drehzahlbereich, kein Getriebe , frei einstellbare Wirk- und Blindleistungsabgabe, niedriger Verschleiß, geringer Wartungsaufwand, Dämpfung der mechanischen Belastung des Antriebsstrangs durch Windböen, keine Belastung des | realisieren. Vorteile: Hoher Wirkungsgrad, großer Drehzahlbereich, kein | Getriebe | , frei einstellbare Wirk- und Blindleistungsabgabe, niedriger Verschleiß | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| M82 mit 100 m hohem Stahlturm und 40 m langen Rotorblättern. Komponente Kostenanteil Komponente Kostenanteil Stahlturm (100 m) 33 % Rotornabe 2 % Rotorblätter (40 m Länge) 18 % Rotorwelle 2 % Getriebe 14 % Azimutsystem 2 % Umrichter 6 % Gondelverkleidung (GFK) 2 % Pitchsystem 5 % Rotorlager 1 % Generator 4 % Bremssystem 1 % Transformator 3 % Kabel 1 % Maschinenträger (Grundrahmen) 3 % Schr | 100 m) 33 % Rotornabe 2 % Rotorblätter (40 m Länge) 18 % Rotorwelle 2 % | Getriebe | 14 % Azimutsystem 2 % Umrichter 6 % Gondelverkleidung (GFK) 2 % Pitchsy | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| r Anforderungen an CM-Systeme ist in Anhang 4 zu diesem Kapitel abgedruckt. Die Überwachung muss folgende Bereiche erfassen: • Rotorblätter: Drehzahl, Schwingung, • Hauptlager: Schwingung, • Getriebe : Eingangswelle, Schwingung, • Ausgangswelle: Schwingung, • Generator: A- und B-Seite, Schwingung, • Chassis: Schwingung, • Turm: Schwingung, • Öl: Temperatur, Druck, Qualität. Ein Teil der be | sen: • Rotorblätter: Drehzahl, Schwingung, • Hauptlager: Schwingung, • | Getriebe | : Eingangswelle, Schwingung, • Ausgangswelle: Schwingung, • Generator: A | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| nische Steuerung bzw. die Sensoren fallen relativ häufig aus, führen aber zu vergleichsweise kurzen Ausfallzeiten je Betriebsstörung, während Schäden an Komponenten wie den Rotorblättern, dem Getriebe , dem Generator oder dem Triebstrang in größeren Zeitabständen auftreten, aber wiederum mehr Zeit für die Reparatur erfordern. Außerdem zeigt sich, dass die Ursachen von Betriebsstörungen der | riebsstörung, während Schäden an Komponenten wie den Rotorblättern, dem | Getriebe | , dem Generator oder dem Triebstrang in größeren Zeitabständen auftreten | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| etriebsstörungen Rotor Vereisung, Unwucht, drohende Risse aufgrund von Materialermüdung, Delamination, Pitch Offset Lager, Welle Lagerschäden, Risse in der Welle aufgrund von Materialermüdung Getriebe Zahnflankenbruch, Verschleiß der Zähne Generator Überhitzung, elektrische Betriebsstörung Struktur (Gondel, Turm, Tragstruktur) Materialermüdung, Resonanz, Risse Die Maßnahmen zur Vermeidung | r, Welle Lagerschäden, Risse in der Welle aufgrund von Materialermüdung | Getriebe | Zahnflankenbruch, Verschleiß der Zähne Generator Überhitzung, elektrisc | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| finitionen des Begriffs „Überwachung“ sind gebräuchlich: Zustandsüberwachung (Condition Monitoring – CM), die gewöhnlich die elektrischen und mechanischen Komponenten des Triebstrangs (Rotor, Getriebe und Generator) einer Windturbine betrifft, und die Überwachung der Struktur – Structural Health Monitoring (SHM) – einer Windturbine, welche die Gondel, den Turm, die Tragstruktur und das Fun | die elektrischen und mechanischen Komponenten des Triebstrangs (Rotor, | Getriebe | und Generator) einer Windturbine betrifft, und die Überwachung der Stru | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| emeinen werden für jede Komponente ein spezielles CMS (Sammlung von Tools, Techniken) und ein spezielles Sensoren-/Messsystem verwendet [8]. Zeit-, Impulssignale: Vibration (Generator, Lager, Getriebe ); Rotationsgeschwindigkeit (Rotor, Generator); elektrische Leistung; Windgeschwindigkeit (Anemometer); Turmschwankung (axial, transversal) Signalverarbeitung, Generierung von Kennwerten: Kenn | ystem verwendet [8]. Zeit-, Impulssignale: Vibration (Generator, Lager, | Getriebe | ); Rotationsgeschwindigkeit (Rotor, Generator); elektrische Leistung; Wi | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| lagen hat sich mehr oder weniger klassifiziert: • Die Mehrzahl der weltweit gebauten Anlagen wird auf konventionelle Weise mit Getrieben in aufgelöster Struktur (Rotor-Hauptlager-Hauptwelle- Getriebe -Kupplung-Generator) gebaut. Nur wenige Anbieter (darunter als der größte und erfolgreichste Enercon/Aurich) verfolgen weiterhin das kompakte Konzept ohne Getriebe mit großen, langsam laufende | eise mit Getrieben in aufgelöster Struktur (Rotor-Hauptlager-Hauptwelle- | Getriebe | -Kupplung-Generator) gebaut. Nur wenige Anbieter (darunter als der größt | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| (Rotor-Hauptlager-Hauptwelle-Getriebe-Kupplung-Generator) gebaut. Nur wenige Anbieter (darunter als der größte und erfolgreichste Enercon/Aurich) verfolgen weiterhin das kompakte Konzept ohne Getriebe mit großen, langsam laufenden Generatoren. • Bei den Anlagen oberhalb von 600 kW allgemein hat sich der Dreiblattrotor durch-gesetzt, während die Klassen darunter als Spielwiese für alle Ar | greichste Enercon/Aurich) verfolgen weiterhin das kompakte Konzept ohne | Getriebe | mit großen, langsam laufenden Generatoren. • Bei den Anlagen oberhalb | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| en Sicherheitsmerkmale auf: • Blitzschutz der Blätter wie auch der gesamten Anlage, • redundante Bremssysteme, • Überwachung aller Betriebsparameter online, • Schwingungsüberwachung Chassis, Getriebe , Generator, • Kühlung von Generator und Getriebeöl, • Überspannungsschutz für die Schalt- und Regeleinrichtungen Heutige Windenergieanlagen weisen bereits installierte Leistungen von bis zu 7 | chung aller Betriebsparameter online, • Schwingungsüberwachung Chassis, | Getriebe | , Generator, • Kühlung von Generator und Getriebeöl, • Überspannungsschu | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| r Windenergieanlagen ist das Serienschadenrisiko. Vergleichbar der KFZ-Branche, werden nahezu baugleiche Anlagen in großen Stückzahlen hergestellt. Retrofitmaßnahmen sind z. B. für baugleiche Getriebe bereits in größeren Stückzahlen angefallen. Neben Generator und Getriebe sind auch die Rotorblätter immer wieder von Serienschäden betroffen. Das Schadenpotenzial rührt aus den Betriebsbedin | en Stückzahlen hergestellt. Retrofitmaßnahmen sind z. B. für baugleiche | Getriebe | bereits in größeren Stückzahlen angefallen. Neben Generator und Getrieb | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| anche, werden nahezu baugleiche Anlagen in großen Stückzahlen hergestellt. Retrofitmaßnahmen sind z. B. für baugleiche Getriebe bereits in größeren Stückzahlen angefallen. Neben Generator und Getriebe sind auch die Rotorblätter immer wieder von Serienschäden betroffen. Das Schadenpotenzial rührt aus den Betriebsbedingungen der Windenergieanlage her. Um die Herkunft der Schäden zu umreißen | etriebe bereits in größeren Stückzahlen angefallen. Neben Generator und | Getriebe | sind auch die Rotorblätter immer wieder von Serienschäden betroffen. D | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| i einem Blitzschlag explosionsartig verdampfen. In der Folge reißt das Blatt in diesem Bereich auf. Abhilfe schaffen Drainageöffnungen durch die das eingedrungene Wasser abfließen kann. 7.1.2 Getriebe und Rotorhauptlager • Rotorhauptlagerschäden • Lagerschäden an Planetenstufe des Hauptge triebes • Lagerschäden an Stirnradstufe des Hauptge triebes • Verzahnungsschäden an Planet- und Stirn | inageöffnungen durch die das eingedrungene Wasser abfließen kann. 7.1.2 | Getriebe | und Rotorhauptlager • Rotorhauptlagerschäden • Lagerschäden an Planete | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| Ausbrüchen in den Flanken führen können. Graufleckigkeit an Zahnflanken Bild: Allianz • Auf den Zahnflanken verpresstes Fremdmaterial • z. B. von einem gleichzeitig vorhandenen Schaden am Getriebe (z. B. Lagerschaden, Zahnausbrüche), • durch Verunreinigungen bei der Herstellung. • Drehende Lagersitze • z. B. bei Überlastung des Lagers, • bei zu großen Passungen. • Zahnbrüche in F | s Fremdmaterial • z. B. von einem gleichzeitig vorhandenen Schaden am | Getriebe | (z. B. Lagerschaden, Zahnausbrüche), • durch Verunreinigungen bei der | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| rechungen gerechnet werden. Mehrere Monate sind nicht ungewöhnlich, wenn die notwendigen Ersatz-/Austauschteile nicht auf Lager liegen. Zu den Komponenten mit den längsten Lieferzeiten zählen Getriebe , Generatoren und Transformatoren. Im Zuge der Risikobewertung sind auch Serienschadenszenarien zu berücksichtigen. Neben den Liefer- und Reparaturzeiten ist weiterhin zu berücksichtigen, ob d | f Lager liegen. Zu den Komponenten mit den längsten Lieferzeiten zählen | Getriebe | , Generatoren und Transformatoren. Im Zuge der Risikobewertung sind auch | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| ..............................................................24 5.2.4 Generatoren ....................................................................................................25 5.2.5 Getriebe ..........................................................................................................25 5.2.6 Steuerfahnen................................................................ | ...............................................................25 5.2.5 | Getriebe | ....................................................................... | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| antem Tempo voran. Durchgesetzt hat sich die WEA im direkten Netzanschluss zur Erzeugung von Strom. Sie hat meist zwei bis drei Rotorblätter, eine horizontale Achse, die Gondel mit Rotornabe, Getriebe und Generator sind dem Wind motorisch nachführbar. Der Rotor steht vor dem Turm in Windrichtung (Luv-Läufer)“ (WWEA, 2010). 3. Grundlagen über die Nutzung von Windenergie 3.1 Wie viel Energie | is drei Rotorblätter, eine horizontale Achse, die Gondel mit Rotornabe, | Getriebe | und Generator sind dem Wind motorisch nachführbar. Der Rotor steht vor | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| . Daher müssen Rotorblätter stabil gebaut sein, um der Schubkraft widerstehen zu können (Quaschning, 2008). Zu den Anlagenkomponenten einer Windkraftanlage (vgl. Abb. 10) zählen Mast, Gondel, Getriebe , Generator, Rotornarbe, Rotorblätter und zur Messung der Windgeschwindigkeiten eine Windmessanlage (Quaschning, 2008). Abb. 9: Aufbau und Komponenten einer Windenergieanlage. (Quelle: Quaschn | enkomponenten einer Windkraftanlage (vgl. Abb. 10) zählen Mast, Gondel, | Getriebe | , Generator, Rotornarbe, Rotorblätter und zur Messung der Windgeschwindi | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| dem ein magnetisches Feld erzeugt wird und aus einem Rotor auf einer drehbaren Welle. Der am meisten in der Windindustrie verwendete Generator ist der Permanentgenerator. Dieser besitzt kein Getriebe . Asynchrongeneratoren oder auch Induktionsgeneratoren genannt, arbeiten mit einem hohen Wirkungsgrad, sind robust, kostengünstig und werden häufig in Windkraftanlagen verwendet (Wind-Energie, | ie verwendete Generator ist der Permanentgenerator. Dieser besitzt kein | Getriebe | . Asynchrongeneratoren oder auch Induktionsgeneratoren genannt, arbeiten | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| drädern können 12 Volt Autolichtmaschinen als Generator verwendet werden. Die Lebensdauer ist relativ hoch, einziges Verschleißteil bilden die Kohlestifte im Generator (Hallenga, 2004). 5.2.5 Getriebe Das Getriebe verbindet den Rotor mit dem Generator. Meist wird hierfür ein Zahnradgetriebe oder ein Riemenantrieb verwendet. Hersteller von kleinen Windkraftanlagen verzichten meist auf einen | schleißteil bilden die Kohlestifte im Generator (Hallenga, 2004). 5.2.5 | Getriebe | Das Getriebe verbindet den Rotor mit dem Generator. Meist wird hierfür | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| n 12 Volt Autolichtmaschinen als Generator verwendet werden. Die Lebensdauer ist relativ hoch, einziges Verschleißteil bilden die Kohlestifte im Generator (Hallenga, 2004). 5.2.5 Getriebe Das Getriebe verbindet den Rotor mit dem Generator. Meist wird hierfür ein Zahnradgetriebe oder ein Riemenantrieb verwendet. Hersteller von kleinen Windkraftanlagen verzichten meist auf einen Einsatz eine | ilden die Kohlestifte im Generator (Hallenga, 2004). 5.2.5 Getriebe Das | Getriebe | verbindet den Rotor mit dem Generator. Meist wird hierfür ein Zahnradge | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| .............................................................................. 10 2.2.2 Triebstrang – Lagerungskonzept ............................................................... 10 2.2.3 Getriebe ..................................................................................................... 10 2.2.4 Partikelzähler ................................................................. | .............................................................. 10 2.2.3 | Getriebe | ....................................................................... | Senvion SE | |
| usführung der tragenden Strukturen, Umweltverträglichkeit etc. wurde die Senvion MM100 entwickelt. Durch die Verstärkung verschiedener Bauteile wie z.B. Rotorlager, Blattlager, Rotorwelle und Getriebe sowie den Einsatz von speziellen Werkstoffen im Bereich der Rotorblätter können die Lasten des Rotors sicher aufgenommen werden. 1.1 Technisches Konzept Den Vorgänger-Anlagen MD70 und MD77 fo | verschiedener Bauteile wie z.B. Rotorlager, Blattlager, Rotorwelle und | Getriebe | sowie den Einsatz von speziellen Werkstoffen im Bereich der Rotorblätte | Senvion SE | |
| ndelverkleidung 03 Rotorblattlager 14 Rotornabe 04 Rotorarretierscheibe 15 Rotorarretierbolzen 05 Rotorlager 16 Azimutantrieb 06 Absperrtür Rotor 17 Azimutbremsen 07 Rotorwelle 18 Rohrturm 08 Getriebe 19 Azimutlager 09 Rotorhaltebremse 20 Drehmomentstütze 10 Topbox 21 Kupplung 11 Generator 22 Maschinenträger 2 Mechanisches System 2.1 Rotor Der Rotor besteht aus drei Rotorblättern, die über | trieb 06 Absperrtür Rotor 17 Azimutbremsen 07 Rotorwelle 18 Rohrturm 08 | Getriebe | 19 Azimutlager 09 Rotorhaltebremse 20 Drehmomentstütze 10 Topbox 21 Kup | Senvion SE | |
| sch mit dem Maschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großzügiger Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten-/Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich des Wirkungsgrads und der Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in | oßzügiger Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 | Getriebe | Das Getriebe ist als Planeten-/Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahn | Senvion SE | |
| aschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großzügiger Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten-/Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich des Wirkungsgrads und der Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in elastische Bu | eranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das | Getriebe | ist als Planeten-/Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsi | Senvion SE | |
| nd der Senvion Getrieberichtlinie. In dieser sind größere Sicherheitsbeiwerte vorgesehen als beispielsweise in den DIN/ISO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Darüber hinaus verfügt das Getriebe über jeweils eine elektrische und eine mechanische Ölpumpe, um auch im Leerlaufbetrieb eine ausreichende Schmierung sicherzustellen. Technische Daten Getriebe Bauart Planeten-/Stirnradgetrieb | SO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Darüber hinaus verfügt das | Getriebe | über jeweils eine elektrische und eine mechanische Ölpumpe, um auch im | Senvion SE | |
| nien. Darüber hinaus verfügt das Getriebe über jeweils eine elektrische und eine mechanische Ölpumpe, um auch im Leerlaufbetrieb eine ausreichende Schmierung sicherzustellen. Technische Daten Getriebe Bauart Planeten-/Stirnradgetriebe Nennleistung ca. 2.200 kW Nennmoment ca. 1.510 kNm Übersetzung 1:130 2.2.4 Partikelzähler Der Partikelzähler ist eine Standardkomponente in allen Windenergie | fbetrieb eine ausreichende Schmierung sicherzustellen. Technische Daten | Getriebe | Bauart Planeten-/Stirnradgetriebe Nennleistung ca. 2.200 kW Nennmoment | Senvion SE | |
| Windenergieanlagen (WEA) von Senvion. Der Partikelzähler ist ein einfacher, hocheffizienter Inline-Diagnosesensor zur Detektion von eisenhaltigen (FE) und eisenlosen (NFE) Metallpartikeln im Getriebe -Schmiersystem. Auf Basis eines induktiven Messprinzips detektiert er Metallpartikel im Ölfluss, die auf Abrieb oder anderes abnormes Verhalten von Komponenten hinweisen. Mithilfe eines Partik | etektion von eisenhaltigen (FE) und eisenlosen (NFE) Metallpartikeln im | Getriebe | -Schmiersystem. Auf Basis eines induktiven Messprinzips detektiert er Me | Senvion SE | |
| der WEA im Standby-Modus setzt sich aus den Einzelverbräuchen der folgenden Komponenten zusammen: ● Steuerung (Steuerungscomputer und Umrichter) ● Azimutsystem ● Hydraulikpumpe ● Heizung für Getriebe , Generator und Schaltschränke ● Batterielader ● Pitchantrieb ● Gefahrenfeuer Der Eigenbedarf beträgt ca. 25 kW (10-Minuten Mittelwert). Der Bedarf hängt zu einem großen Teil vom Aufstellungso | gscomputer und Umrichter) ● Azimutsystem ● Hydraulikpumpe ● Heizung für | Getriebe | , Generator und Schaltschränke ● Batterielader ● Pitchantrieb ● Gefahren | Senvion SE | |
| (Strömungsabriss) u.a. durch Turbulenzen führt. ZENTRALE BEGRIFFE Standardanlage Generatorkonzepte Volllaststunden Abb. 6 Schnitt durch eine WEA (Quelle: Nordex AG) 1) Windmesseinrichtung, 2) Getriebe , 3) Hauptwelle, 4) Rotor-Nabe, 5) Rotorblatt, 6) Generator, 7) Scheibenbremse, 8) Windnachführung WIRTSCHAFT & ZUKUNFT Die Windenergie steuerte zu Beginn der 1990er Jahre wenige Promille zur | 6 Schnitt durch eine WEA (Quelle: Nordex AG) 1) Windmesseinrichtung, 2) | Getriebe | , 3) Hauptwelle, 4) Rotor-Nabe, 5) Rotorblatt, 6) Generator, 7) Scheiben | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| isung. Neben neuen Leistungsmerkmalen sind die bewährten Vorteile der frü heren Siemens Turbinen in der SWT-3.6-107 erhalten geblieben: Hauptkomponenten wie die Rotornabe, die Hauptwelle, das Getriebe und die Windnachführung sind robust ausgeführt. Sicherheits- und Blitzschutzsystem sind zuverlässig. Alle Details folgen höchsten Engineering-Standards. Eine solide Basis bewährter Siemens Te | lten geblieben: Hauptkomponenten wie die Rotornabe, die Hauptwelle, das | Getriebe | und die Windnachführung sind robust ausgeführt. Sicherheits- und Blitzs | Siemens AG | |
| lager ist auf die Hauptwelle geschrumpft. Da die automatische Fettschmierung über eine Zentralschmier anlage erfolgt und Labyrinthdichtungen verwendet werden, ist das Hauptlager wartungsfrei. Getriebe Die SWT-3.6-107 verwendet ein dreistufiges, kombiniertes Planeten-/Stirnradgetriebe, das nach speziellen Vorgaben hergestellt ist. In den ersten zwei drehmomentstarken Stufen kommen schrägver | Labyrinthdichtungen verwendet werden, ist das Hauptlager wartungsfrei. | Getriebe | Die SWT-3.6-107 verwendet ein dreistufiges, kombiniertes Planeten-/Stir | Siemens AG | |
| wird ein schrägverzahntes Stirnrad aktiv, mit einem Versatz, der die Durchleitung der Anschlüsse für das Pitchsystem durch die Hauptwelle ermöglicht. Für optimale Betriebsbedingungen ist das Getriebe mit einem Kühl- und Filtersystem ausgerüstet. Generator Der Generator ist eine vollständig gekapselte Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer und ohne Schleifringe. Eine Luft-/Luft-Kühlung ga | rch die Hauptwelle ermöglicht. Für optimale Betriebsbedingungen ist das | Getriebe | mit einem Kühl- und Filtersystem ausgerüstet. Generator Der Generator i | Siemens AG | |
| rkungsgrad. Feststellbremse Eine mechanische Scheibenbremse fungiert als Feststellbremse und als zusätzliches Sicherheitssystem der Windenergieanlage. Sie ist auf der schnellen Welle zwischen Getriebe und Generator montiert und hat zwei hydraulische Stufen. Technische Beschreibung Windnachführung Die Windnachführung erfolgt über einen Drehkranz zwischen Gondel und Turm. Sechs elektrische | ssystem der Windenergieanlage. Sie ist auf der schnellen Welle zwischen | Getriebe | und Generator montiert und hat zwei hydraulische Stufen. Technische Bes | Siemens AG | |
| hzahl 5–13 min-1 Power regulation Pitch-Regelung, variable Drehzahl Blätter Blatttyp B52 Blattlänge 52 m Aerodynamische Bremse Art Verdrehung des gesamten Blattes Steuerung aktiv, hydraulisch Getriebe Getriebetyp 3-stufiges Planeten-/Stirnradgetriebe Übersetzungsverhältnis 1:119 Ölfilterung Haupt- und Nebenstromfilter Kühlungssystem Externer Ölkühler Ölvolumen ca. 750 l Mechanische Bremse | Bremse Art Verdrehung des gesamten Blattes Steuerung aktiv, hydraulisch | Getriebe | Getriebetyp 3-stufiges Planeten-/Stirnradgetriebe Übersetzungsverhältni | Siemens AG | |
| lvolumen ca. 750 l Mechanische Bremse Art hydraulische Scheibenbremse Technische Daten Aufbau 1. Spinner 2. Spinnerbeschlag 3. Rotorblatt 4. Pitchlager 5. Nabe 6. Hauptlager 7. Hauptwelle 8. Getriebe 9. Service-Kran Leistungskennlinie Die Leistungskurve gilt bei Normbedingungen (15° C Lufttemperatur, 1.013 mbar Luftdruck, Luftdichte von 1,225 kg/m3), sauberen Rotorblättern und einer horiz | hlag 3. Rotorblatt 4. Pitchlager 5. Nabe 6. Hauptlager 7. Hauptwelle 8. | Getriebe | 9. Service-Kran Leistungskennlinie Die Leistungskurve gilt bei Normbedi | Siemens AG | |
| von 1,225 kg/m3), sauberen Rotorblättern und einer horizontalen, ungestörten Anströmung mit 10 % Turbulenzintensität. 10. Scheibenbremse 11. Kupplung Aufbau 12. Generator 13. Windnachführung Getriebe 14. Turm 15. Windnachführung Drehkranz 16. Ölfilter 17. Generatorkühlung 18. Gondel | 0. Scheibenbremse 11. Kupplung Aufbau 12. Generator 13. Windnachführung | Getriebe | 14. Turm 15. Windnachführung Drehkranz 16. Ölfilter 17. Generatorkühlun | Siemens AG | |
| hene Fläche 7.823 m² Betriebsdrehzahlbereich 9,0–16,1 U/min Nenndrehzahl 14,3 U/min Blattspitzengeschwindigkeit 75 m/s Drehzahlregelung variabel durch Mikroprozessor Leistungsbegrenzung Pitch Getriebe Bauart 3-stufiges Getriebe (Planeten-Planeten-Stirnrad) Generator Bauart doppelt gespeister Asynchrongenerator Kühlsystem Flüssigkeits-/Luftkühlung Spannung 660 V Netzfrequenz 50/60 Hz Bremss | rehzahlregelung variabel durch Mikroprozessor Leistungsbegrenzung Pitch | Getriebe | Bauart 3-stufiges Getriebe (Planeten-Planeten-Stirnrad) Generator Bauar | Nordex | |
| bsdrehzahlbereich 9,0–16,1 U/min Nenndrehzahl 14,3 U/min Blattspitzengeschwindigkeit 75 m/s Drehzahlregelung variabel durch Mikroprozessor Leistungsbegrenzung Pitch Getriebe Bauart 3-stufiges Getriebe (Planeten-Planeten-Stirnrad) Generator Bauart doppelt gespeister Asynchrongenerator Kühlsystem Flüssigkeits-/Luftkühlung Spannung 660 V Netzfrequenz 50/60 Hz Bremssystem Hauptbremse Aerodynam | rch Mikroprozessor Leistungsbegrenzung Pitch Getriebe Bauart 3-stufiges | Getriebe | (Planeten-Planeten-Stirnrad) Generator Bauart doppelt gespeister Asynch | Nordex | |
| ..............................................................11 2.2.2 Antriebsstrang – Lagerungskonzept...............................................................................11 2.2.3 Getriebe ..........................................................................................................................12 2.2.4 Partikelzähler............................................... | ...............................................................11 2.2.3 | Getriebe | ........................................................................ | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| .......................................................10 Tabelle 4: Technische Daten Windnachführung ...........................................................11 Tabelle 5: Technische Daten Getriebe ..........................................................................12 Tabelle 6: Technische Daten Turm ...............................................................................13 | .........................................11 Tabelle 5: Technische Daten | Getriebe | ........................................................................ | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| astisch mit dem Maschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großer Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten- / Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in elastis | g großer Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 | Getriebe | Das Getriebe ist als Planeten- / Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verza | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| em Maschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großer Toleranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten- / Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in elastische Buchsen a | ranz in Bezug auf die Ausrichtung des Triebstrangs. 2.2.3 Getriebe Das | Getriebe | ist als Planeten- / Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hin | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| entsprechend der REpower Getrieberichtlinie. In dieser sind größere Sicherheitsbeiwerte vorgesehen als beispielsweise in den DIN/ISO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Technische Daten Getriebe Bauart Dreistufiges Planeten-/ Stirnradgetriebe Nennleistung ca. 3.470 kW Nennmoment ca. 2.750 kNm Übersetzung ca. 99,5 Tabelle 5: Technische Daten Getriebe 2.2.4 Partikelzähler Der Partikelz | den DIN/ISO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Technische Daten | Getriebe | Bauart Dreistufiges Planeten-/ Stirnradgetriebe Nennleistung ca. 3.470 | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| oyd) Richtlinien. Technische Daten Getriebe Bauart Dreistufiges Planeten-/ Stirnradgetriebe Nennleistung ca. 3.470 kW Nennmoment ca. 2.750 kNm Übersetzung ca. 99,5 Tabelle 5: Technische Daten Getriebe 2.2.4 Partikelzähler Der Partikelzähler ist eine Standardkomponente in allen Windenergieanlagen (WEA) von REpower. Der Partikelzähler ist ein einfacher, hocheffizienter Inline-Diagnosesensor | nnmoment ca. 2.750 kNm Übersetzung ca. 99,5 Tabelle 5: Technische Daten | Getriebe | 2.2.4 Partikelzähler Der Partikelzähler ist eine Standardkomponente in | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| Windenergieanlagen (WEA) von REpower. Der Partikelzähler ist ein einfacher, hocheffizienter Inline-Diagnosesensor zur Detektion von eisenhaltigen (FE) und eisenlosen (NFE) Metallpartikeln im Getriebe -Schmiersystem. Auf Basis eines induktiven Messprinzips detektiert er Metallpartikel im Ölfluss, die auf Abrieb oder anderes abnormes Verhalten von Komponenten hinweisen. Mit Hilfe eines Parti | etektion von eisenhaltigen (FE) und eisenlosen (NFE) Metallpartikeln im | Getriebe | -Schmiersystem. Auf Basis eines induktiven Messprinzips detektiert er Me | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| h der WEA im Standby-Modus setzt sich aus den Einzelverbräuchen der folgenden Komponenten zusammen: Steuerung (Steuerungscomputer und Umrichter) Windnachführung Hydraulikpumpe Heizung für Getriebe , Generator und Schaltschränke Batterielader Blattverstellantrieb unter verschiedenen Betriebszuständen Gefahrenbefeuerung Der Eigenbedarf beträgt ca. 40 kW (10-Minuten Mittelwert). Der Be | gscomputer und Umrichter) Windnachführung Hydraulikpumpe Heizung für | Getriebe | , Generator und Schaltschränke Batterielader Blattverstellantrieb unte | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| a. 4,2 m Höhe: ca. 3,8 m Tabelle 15: Abmessungen Nabe Abmessungen Gondel Länge ca. 13 m Höhe ca. 4,2 m Tiefe ca. 4,3 m Tabelle 16: Abmessungen Gondel Abmessungen Triebstrang (Rotor, Achse und Getriebe ) Länge: ca. 6,9 m Höhe: ca. 3,4 m Tiefe: ca. 3,1 m Tabelle 17: Abmessungen Triebstrang Farbgebung und Reflexionsgrad für REpower Windenergieanlagen und Rotorblättern Farbgebung und Reflexion | abelle 16: Abmessungen Gondel Abmessungen Triebstrang (Rotor, Achse und | Getriebe | ) Länge: ca. 6,9 m Höhe: ca. 3,4 m Tiefe: ca. 3,1 m Tabelle 17: Abmessun | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| werden: 1.1.1 Unterschriebene Fachunternehmererklärung zu Schallemissionen, in der nachgewiesen wird, dass die Anlagen in ihren wesentlichen Elementen (Typ, Rotordurchmesser, Blattausführung, Getriebe , Generator, …) und in ihrer Regelung mit denjenigen Anlagen übereinstimmt, die der Schallimmissionsprognose der Firma reko GmbH & Co. KG, 33106 Paderborn, Sander Bruch 10, vom 17.06.2016 inkl | n ihren wesentlichen Elementen (Typ, Rotordurchmesser, Blattausführung, | Getriebe | , Generator, …) und in ihrer Regelung mit denjenigen Anlagen übereinstim | Kreis Lippe Der Landrat | |
| hvollziehbar aus: „Auf Grund der windinduzierten Geräusche speziell an den Rotorblättern und deren Turmdurchgang sowie den mechanisch induzierten Geräuschen sich bewegender Komponenten (z. B. Getriebe . Generator) einer Windenergieanlage kommt es zu Schallemissionen, die nach dem BundesImmissionsschutzgesetz (BImSchG) als Immission bei der Genehmigung des Windparks zu berücksichtigen sind. | en mechanisch induzierten Geräuschen sich bewegender Komponenten (z. B. | Getriebe | . Generator) einer Windenergieanlage kommt es zu Schallemissionen, die n | Kreis Lippe Der Landrat | |
| nte WEA) zusammen. Auf Grund der windinduzierten Geräusche speziell an den Rotorblättern und deren Turmdurchgang sowie den mechanisch induzierten Geräuschen sich bewegender Komponenten (z. B. Getriebe . Generator) einer Windenergieanlage kommt es zu Schallemissionen, die nach dem Bundes- Immissionsschutzgesetz (BImSchG) als Immission bei der Genehmigung des Windparks zu berücksichtigen sind | en mechanisch induzierten Geräuschen sich bewegender Komponenten (z. B. | Getriebe | . Generator) einer Windenergieanlage kommt es zu Schallemissionen, die n | Kreis Lippe Der Landrat | |
| s (LS) Abschaltwindgeschw.: 25 m/s Generator Typ: Doppelt gespeister Asynchrongenerator Nennleistung: 2500 kW Netzspannung: 660 V Frequenz: 50 oder 60 Hz Max. Drehzahlbereich: 740–1.300 U/min Getriebe Typ: Zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe oder Differenzialgetriebe Nennleistung: 2775 kW Übersetzungverhältnis: LS: 1:77,4 (50Hz)/1:92,9 (60Hz) HS: 1:71,9 (50Hz)/1:86,3 (60H | ng: 660 V Frequenz: 50 oder 60 Hz Max. Drehzahlbereich: 740–1.300 U/min | Getriebe | Typ: Zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe oder Differe | Nordex | |
| wird die LS bei maximal 14,9 U/min betrieben. Das spiegelt sich im Schallverhalten wider. Der Referenzleistungspegel bei 95 % Nennleistung stellt sich wie folgt dar: Rotorwelle Azimutbremsen Getriebe Feststellbremse Kupplung Generator Generatorkühler Getriebekühler Windmessgeräte Bordkran Azimutantrieb Getriebeauflager Maschinenhausverkleidung Rotorlager Rotorblatt Windgeschwindigkeit (m | 95 % Nennleistung stellt sich wie folgt dar: Rotorwelle Azimutbremsen | Getriebe | Feststellbremse Kupplung Generator Generatorkühler Getriebekühler Windm | Nordex | |
| enhausmasse klein zu halten und damit die Lasten in der Gesamtanlage zuverlässig zu beherrschen. Der Triebstrang besteht aus einer Rotorwelle, die über eine Schrumpfscheibenverbindung mit dem Getriebe gekoppelt ist. Hier wird die Drehzahl erhöht und über eine Kupplung mit Überlastschutz in den Generator überführt, um in eine entsprechend hohe elektrische Energie umgewandelt zu werden. Dies | aus einer Rotorwelle, die über eine Schrumpfscheibenverbindung mit dem | Getriebe | gekoppelt ist. Hier wird die Drehzahl erhöht und über eine Kupplung mit | Nordex | |
| nzip ermöglicht den Einsatz sehr kompakter Baugruppen. Das für die Leistungsklasse der N90/2500 relativ geringe Gewicht und Volumen erleichtert auch den Transport und die Montage der Turbine. Getriebe mit zuverlässiger Leistungsverzweigung Die N90/2500 wird mit unterschiedlichen Getrieben angeboten. Neben einem zweistufigen Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe steht ein Differenzialget | und Volumen erleichtert auch den Transport und die Montage der Turbine. | Getriebe | mit zuverlässiger Leistungsverzweigung Die N90/2500 wird mit unterschie | Nordex | |
| stungsverzweigung Die N90/2500 wird mit unterschiedlichen Getrieben angeboten. Neben einem zweistufigen Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe steht ein Differenzialgetriebe zur Wahl. Beide Getriebe sind relativ kompakt und wandeln die hohe Leistung (Drehmoment) von Großanlagen zuverlässig um. Das Planetengetriebe wurde erstmals bei der N80/2500 im Jahr 2000 eingesetzt und hat sich inzw | mit einer Stirnradstufe steht ein Differenzialgetriebe zur Wahl. Beide | Getriebe | sind relativ kompakt und wandeln die hohe Leistung (Drehmoment) von Gro | Nordex | |
| m die hohe Leistungsdichte gut zu übersetzen. An dem Stirnrad wird die Leistung dann wieder zusammengeführt. Eine etwas andere Leistungsverzweigung erfolgt im Differenzialgetriebe. Bei diesem Getriebe wird das Rotordrehmoment von zwei Planetenstufen aufgenommen und gewandelt, die beiden Leistungszweige werden anschließend in der dritten Planetenstufe wieder vereint. Drehmoment und Drehzahl | andere Leistungsverzweigung erfolgt im Differenzialgetriebe. Bei diesem | Getriebe | wird das Rotordrehmoment von zwei Planetenstufen aufgenommen und gewand | Nordex | |
| schließend in der dritten Planetenstufe wieder vereint. Drehmoment und Drehzahl werden hier weiter gewandelt und von der Stirnradstufe an den Generator weitergeleitet. Die Wärmeabfuhr aus dem Getriebe geschieht über den Ölkreislauf in einem Öl-Luft-Kühler. Eine Pumpe mit zwei Förderstufen pumpt das Getriebeöl durch ein Kombi-Filterelement (Grobfilter 50 μm, Feinfilter 10 μm) in den Kühlkre | Stirnradstufe an den Generator weitergeleitet. Die Wärmeabfuhr aus dem | Getriebe | geschieht über den Ölkreislauf in einem Öl-Luft-Kühler. Eine Pumpe mit | Nordex | |
| ätzliche Nebenstromfiltration (Feinstfilter 5 μm) installiert werden. Ist die optimale Arbeitstemperatur des Öls noch nicht erreicht, führt ein Thermo-Bypass das kalte Öl direkt zurück in das Getriebe . Wird die optimale Arbeitstemperatur überschritten, wird der aktive Öl-Luft-Kühler zugeschaltet und das Öl gekühlt. Das gekühlte Öl wird über ein Rohrleitungssystem innerhalb des Getriebes ge | cht erreicht, führt ein Thermo-Bypass das kalte Öl direkt zurück in das | Getriebe | . Wird die optimale Arbeitstemperatur überschritten, wird der aktive Öl- | Nordex | |
| er, Verzahnungen etc.) befördert. ANTRIEBSKONZEPT. Triebstrang in der Montage. Ihre Vorteile auf einen Blick: Kompakter Triebstrang Geringe Maschinenhausmasse Qualitätssichere Montage Moderne Getriebe mit zuverlässiger Leistungsverzweigung Lastreduzierter Betrieb durch Triebstrangdämpfung Generator Als Generator kommt in der N90/2500 eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine zum Einsatz. Di | Triebstrang Geringe Maschinenhausmasse Qualitätssichere Montage Moderne | Getriebe | mit zuverlässiger Leistungsverzweigung Lastreduzierter Betrieb durch Tr | Nordex | |
| chnen sich u. a. durch folgende Merkmale aus: Getriebelos Das Antriebssystem der E-115 E2 besteht nur aus wenigen drehenden Bauteilen. Die Rotornabe und der Rotor des Ringgenerators sind ohne Getriebe als feste Einheit direkt miteinander verbunden. Dadurch verringert sich die mechanische Belastung und die technische Lebensdauer wird erhöht. Der Wartungs- und Serviceaufwand wird verringert | den Bauteilen. Die Rotornabe und der Rotor des Ringgenerators sind ohne | Getriebe | als feste Einheit direkt miteinander verbunden. Dadurch verringert sich | ENERCON GmbH | |
| tung und die technische Lebensdauer wird erhöht. Der Wartungs- und Serviceaufwand wird verringert (u. a. weniger Verschleißteile, kein Getriebeölwechsel) und die Betriebskosten sinken. Da das Getriebe und andere schnelldrehende Teile entfallen, werden die Energieverluste zwischen Rotor und Generator und die Geräuschemissionen drastisch verringert. Aktive Blattverstellung Die 3 Rotorblätter | eißteile, kein Getriebeölwechsel) und die Betriebskosten sinken. Da das | Getriebe | und andere schnelldrehende Teile entfallen, werden die Energieverluste | ENERCON GmbH | |
| t besteht aus einem elektrischen Antrieb, Steuerung und zugeordneter Notversorgung. Als Antrieb der Blattverstellung werden pro Rotorblatt zwei Gleichstrom-Doppelschlussmotoren mit montiertem Getriebe eingesetzt. Die Blattverstelleinheiten begrenzen die Drehzahl des Rotors und die dem Wind entnommene Leistung. Somit wird die maximale Leistung der E-115 E2 auch kurzfristig exakt auf Nennlei | den pro Rotorblatt zwei Gleichstrom-Doppelschlussmotoren mit montiertem | Getriebe | eingesetzt. Die Blattverstelleinheiten begrenzen die Drehzahl des Rotor | ENERCON GmbH | |
| e zu verbessern (siehe zum Beispiel für 2014 geplante Gondel-Prüfstand am IWES). Die Fertigungstiefe ist bei den meisten Herstellern von Windenergieanlagen relativ gering, Großkomponenten wie Getriebe , Generator, Großlager, Pitch- und YawSysteme werden bei Zulieferern eingekauft. Die Zulieferer haben für die Markteinführung von neuen Produkten neben reinen Festigkeitsnachweisen damit das P | Herstellern von Windenergieanlagen relativ gering, Großkomponenten wie | Getriebe | , Generator, Großlager, Pitch- und YawSysteme werden bei Zulieferern ein | SkyWind GmbH | |
| llplatzes mit entsprechender Gründung stellen erhebliche Umwelteinflüsse sowie Kostenfaktoren dar. Teilprojekt LARS Bei bisher ausgeführten Windenergieanlagen wird die Rotorwelle und/oder das Getriebe teilweise über elastische Elemente an den Maschinenträger (zum Beispiel der Hersteller Vestas, GE, Siemens) angeschlossen, der wiederum starr über das Turmkopflager an den Turm angeschlossen | bisher ausgeführten Windenergieanlagen wird die Rotorwelle und/oder das | Getriebe | teilweise über elastische Elemente an den Maschinenträger (zum Beispiel | SkyWind GmbH | |
| hinenträger. Bei beiden Systemen werden im Betrieb der Windenergieanlage die Lasten aus den Rotorblättern über die jeweiligen Komponenten des Triebstranges (Rotornabe, Rotorlager, Rotorwelle, Getriebe und Generator) über den Maschinenträger in den Turm abgeleitet, wodurch es aufgrund unterschiedlicher Massen und Steifigkeiten der Komponenten zu komplexen Schwingungs- und Verformungssituati | ligen Komponenten des Triebstranges (Rotornabe, Rotorlager, Rotorwelle, | Getriebe | und Generator) über den Maschinenträger in den Turm abgeleitet, wodurch | SkyWind GmbH | |
| n aber wertvolle Erkenntnisse gesammelt, um bei zukünftigen Rotorblättern eine vorteilhafte Integration im Fertigungsprozess zu ermöglichen. Bis auf den neu entwickelten Triebstrang (kompakte Getriebe /Generatoreinheit) wurden im ersten Halbjahr 2014 alle Komponenten des WETEC fertiggestellt, getestet und soweit unabhängig vom Triebstrang montiert. Im Frühjahr 2014 wurden wie geplant die St | zess zu ermöglichen. Bis auf den neu entwickelten Triebstrang (kompakte | Getriebe | /Generatoreinheit) wurden im ersten Halbjahr 2014 alle Komponenten des W | SkyWind GmbH | |
| litzschutzleitungen zu achten. Eine zentrale technische Komponente in der Gondel stellt der elektrische Generator dar, der die Bewegungsenergie der Drehachse in Strom umsetzt. Hierfür werden Getriebe oder in getriebelosen Anlagen Permanentmagnete bzw. elektrisch erregte Kupferspulen eingesetzt. Über das Getriebe wird ggf. die Eingangsdrehzahl der Rotorachse vervielfacht und danach auf die | der die Bewegungsenergie der Drehachse in Strom umsetzt. Hierfür werden | Getriebe | oder in getriebelosen Anlagen Permanentmagnete bzw. elektrisch erregte | C.A.R.M.E.N. e.V. | |
| dar, der die Bewegungsenergie der Drehachse in Strom umsetzt. Hierfür werden Getriebe oder in getriebelosen Anlagen Permanentmagnete bzw. elektrisch erregte Kupferspulen eingesetzt. Über das Getriebe wird ggf. die Eingangsdrehzahl der Rotorachse vervielfacht und danach auf die Generatorwelle umgesetzt. Hohe Drehzahlen der Generatorwelle haben den Vorteil, dass ein kleinerer Generator benö | manentmagnete bzw. elektrisch erregte Kupferspulen eingesetzt. Über das | Getriebe | wird ggf. die Eingangsdrehzahl der Rotorachse vervielfacht und danach a | C.A.R.M.E.N. e.V. | |
| elfacht und danach auf die Generatorwelle umgesetzt. Hohe Drehzahlen der Generatorwelle haben den Vorteil, dass ein kleinerer Generator benötigt wird, womit dessen Kosten sinken. Herkömmliche Getriebe verfügen oft über zwei oder drei Übersetzungsstufen, die je nach Windgeschwindigkeit leichtere oder schwergängigere Rotation erlauben, wodurch z. B. selbst bei niedrigen Windgeschwindigkeiten | nerer Generator benötigt wird, womit dessen Kosten sinken. Herkömmliche | Getriebe | verfügen oft über zwei oder drei Übersetzungsstufen, die je nach Windge | C.A.R.M.E.N. e.V. | |
| formt einen Teil der kinetischen Energie des Luftstromes, der durch ihn strömt, in Rotationsenergie um. Die daraus resultierende Drehbewegung treibt über die Nabe und ein sich anschließendes Getriebe (siehe Abbildung 3-10) den Generator an, der schließlich diese Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt. Einige Anlagen werden aber auch ohne Getriebe gebaut und der Rotor ist direkt | ltierende Drehbewegung treibt über die Nabe und ein sich anschließendes | Getriebe | (siehe Abbildung 3-10) den Generator an, der schließlich diese Rotation | leXsolar GmbH | |
| abe und ein sich anschließendes Getriebe (siehe Abbildung 3-10) den Generator an, der schließlich diese Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt. Einige Anlagen werden aber auch ohne Getriebe gebaut und der Rotor ist direkt mit dem Generator verbunden. Im Allgemeinen nutzt man zur Erzeugung von elektrischer Energie Drehstromgeneratoren. Einige Produktionsformen arbeiten mit Synchr | in elektrische Energie umwandelt. Einige Anlagen werden aber auch ohne | Getriebe | gebaut und der Rotor ist direkt mit dem Generator verbunden. Im Allgeme | leXsolar GmbH | |
| shalten dar, sondern eher eine Ergänzung zu anderen Formen der Energiegewinnung, da die Windstärke stark schwanken kann und so ein Betrieb mit kontinuierlich hoher Leistung nicht möglich ist. Getriebe Rotorblatt Blattverstellung Rotornabe Gondel Windrichtungsnachführung Aufstieg Turm Bremse Messinstrumente Generator Netzanschluss Fundament Abbildung 3-9 Aufbau einer Windkraftanlage Abb | und so ein Betrieb mit kontinuierlich hoher Leistung nicht möglich ist. | Getriebe | Rotorblatt Blattverstellung Rotornabe Gondel Windrichtungsnachführung A | leXsolar GmbH | |
| e Hügel, Häuser oder ähnliches abgebremst und Reibungserscheinungen der Luft am Erdboden werden vermindert. Moderne Windkraftanlagen haben deshalb eine Nabenhöhe von ungefähr 60 bis 80m. 3.4 Getriebe - und Generatortechnik Um die Windkraft für die Erzeugung elektrischer Energie zu nutzen, braucht man neben den beschriebenen Rotorblättern, und damit des kompletten Flügelrades, noch weitere | kraftanlagen haben deshalb eine Nabenhöhe von ungefähr 60 bis 80m. 3.4 | Getriebe | - und Generatortechnik Um die Windkraft für die Erzeugung elektrischer E | leXsolar GmbH | |
| nutzen, braucht man neben den beschriebenen Rotorblättern, und damit des kompletten Flügelrades, noch weitere mechanische und elektrische Maschinen und Anlagen. Die Drehbewegung wird über ein Getriebe an den Generator übersetzt, der durch die angeregte Drehbewegung eine elektrische Spannung erzeugt. Es wird also die Rotationsenergie des Rotors in elektrische Energie umgewandelt, die nun di | e und elektrische Maschinen und Anlagen. Die Drehbewegung wird über ein | Getriebe | an den Generator übersetzt, der durch die angeregte Drehbewegung eine e | leXsolar GmbH | |
| rstörung. Allerdings kommt es auch bei kurzzeitigen Böen zu solchen Erscheinungen und es wirkt während des Übergangs zwischen laminarer und abgelöster Strömung ein größeres Drehmoment auf das Getriebe , was zu erhöhtem Verschleiß am Antriebsstrang führt. Um diesen Effekt des häufigen Wechsels zu vermindern, kann der Ablösevorgang auch manuell herbeigeführt werden, indem man die Spitzen des | schen laminarer und abgelöster Strömung ein größeres Drehmoment auf das | Getriebe | , was zu erhöhtem Verschleiß am Antriebsstrang führt. Um diesen Effekt d | leXsolar GmbH | |
| sschwingung weist dementsprechend eine Schwingweite von 1280 Nm auf. Es ist sehr schön zu sehen, wie der Generator nach Zuschaltung auf den Lastwiderstand reagiert. Die Bauteile, insbesondere Getriebe , Kupplung und Rotorwelle sind für ein so hohes Bremsmoment nicht ausgelegt. Wir haben uns entschieden, anstatt der Verwendung von höher dimensionierten Bauteilen und damit zusätzlichen Kosten | Zuschaltung auf den Lastwiderstand reagiert. Die Bauteile, insbesondere | Getriebe | , Kupplung und Rotorwelle sind für ein so hohes Bremsmoment nicht ausgel | WES IBS GmbH | |
| die Schrägstellung der Rotorblätter und deren große Blattfläche am langen Hebel erreicht. Die Rotorleistung wird mittels zweifach gelagerter Rotorwelle und einer drehelastischen Kupplung zur Getriebe -/Generatoreinheit geführt. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein zweistufiges, schrägverzahntes Stirnradgetriebe mit einer Übersetzung von 1:7,9 bzw. 1:9,8, je nach Generatortyp. Die Leistu | s zweifach gelagerter Rotorwelle und einer drehelastischen Kupplung zur | Getriebe | -/Generatoreinheit geführt. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein zwei | WES IBS GmbH | |
| en große Blattfläche am langen Hebel erreicht. Die Rotorleistung wird mittels zweifach gelagerter Rotorwelle und einer drehelastischen Kupplung zur Getriebe-/Generatoreinheit geführt. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein zweistufiges, schrägverzahntes Stirnradgetriebe mit einer Übersetzung von 1:7,9 bzw. 1:9,8, je nach Generatortyp. Die Leistungserzeugung findet im direkt an das Getrieb | rehelastischen Kupplung zur Getriebe-/Generatoreinheit geführt. Bei dem | Getriebe | handelt es sich um ein zweistufiges, schrägverzahntes Stirnradgetriebe | WES IBS GmbH | |
| etriebe handelt es sich um ein zweistufiges, schrägverzahntes Stirnradgetriebe mit einer Übersetzung von 1:7,9 bzw. 1:9,8, je nach Generatortyp. Die Leistungserzeugung findet im direkt an das Getriebe angeflanschten permanenterregten Synchrongenerator statt. Die aerodynamisch optimierte GfK-Verkleidung dient, neben dem Wetterschutz in erster Linie der Leistungssteigerung. So lässt sich in | 8, je nach Generatortyp. Die Leistungserzeugung findet im direkt an das | Getriebe | angeflanschten permanenterregten Synchrongenerator statt. Die aerodynam | WES IBS GmbH | |
| lt werden. Abb. 14. Prinzipskizze Aufbau Gondel Wespe Anlagendaten WESpe: Windenergieanlagentyp: WESpe 5.0 Nennleistung: 5 kW Einschaltwindgeschw.: 3 bis 3,5 m/s Rotorblatt Rotornabe Kupplung Getriebe Generator Rotorwelle Maschinenträger Nennwindgeschw.: 11 m/s Abschaltwindgeschw.: 20 m/s Rotorblatt: 4 x Aluminium, extrudiert (Abwandlung des Göttinger Profils) Rotordurchmesser: 5,0 m Rotor | 5 kW Einschaltwindgeschw.: 3 bis 3,5 m/s Rotorblatt Rotornabe Kupplung | Getriebe | Generator Rotorwelle Maschinenträger Nennwindgeschw.: 11 m/s Abschaltwi | WES IBS GmbH | |
| er / DSG P 112.17-10 (alternativ 112.14-10) Generatorbauart: Synchrongenerator mit Permanentmagneten Leistungsabgabe: über Wechselrichter ins Netz (230V) oder Heizung Generatorspannung: 400 V Getriebe -Hersteller/ Typ : Getriebebau Nord/SK32 VLF (verstärkte Lagerung) Getriebebauart: Stirnradgetriebe / schrägverzahnt Getriebestufen: 2 Getriebeübersetzung: I=7,9; 9,8 Rotorlagerung: doppelt, m | er Wechselrichter ins Netz (230V) oder Heizung Generatorspannung: 400 V | Getriebe | -Hersteller/ Typ : Getriebebau Nord/SK32 VLF (verstärkte Lagerung) Getri | WES IBS GmbH | |
| die Tellerfederpakete optimal zusammengestellt werden. 5.3.3. Maschinenbauliche Komponenten Folgende Bauteile zählen hierzu: - Blattanschluß - Rotornabe - Rotorwelle - Rotorlager - Kupplung - Getriebe - Maschinenträger - Turmlager Aus der Abb. 16 ist der Aufbau der Anlage zu entnehmen. Die an der tragenden Struktur beteiligten Bauteile sind mittels FEM- Analyse konstruktiv optimiert worden | rzu: - Blattanschluß - Rotornabe - Rotorwelle - Rotorlager - Kupplung - | Getriebe | - Maschinenträger - Turmlager Aus der Abb. 16 ist der Aufbau der Anlage | WES IBS GmbH | |
| arauf geachtet, dass der Kraftfluß möglichst gleichmäßig und ohne scharfe Umlenkungen durch die tragende Struktur geleitet wird. Durch den Einsatz einer doppelt gelagerten Rotorwelle wird das Getriebe ausschließlich auf Drehmoment belastet. Bei den Rotorlagern handelt sich um Pendelrollenlager, die sowohl axial wie auch radial Lasten aufnehmen können. Stets stand bei der Konstruktion eine | et wird. Durch den Einsatz einer doppelt gelagerten Rotorwelle wird das | Getriebe | ausschließlich auf Drehmoment belastet. Bei den Rotorlagern handelt sic | WES IBS GmbH | |
| .................................... 3 3 Hauptwelle ....................................................................................................................................... 3 4 Getriebe ........................................................................................................................................... 4 5 Generator...................................... | ................................................................... 3 4 | Getriebe | ....................................................................... | Nordex Energy GmbH | |
| zierten Zulieferern zusammen. Übersicht NORDEX N90 1 Blattdrehkranz 6 Rotorwelle 11 Generator 16 Azimutantrieb 2 Rotornabe 7 Azimutbremsen 12 Generatorkühler 17 Getriebelager 3 Pitchantrieb 8 Getriebe 13 Getriebekühler 18 Kabine 4 Maschinenträger 9 Sicherheitsbremse 14 Wettermast 19 Hauptlager 5 Azimutlager 10 Generatorkupplung 15 Bordkran 20 Rotorblatt Allgemeine Daten Typ 3-Blatt-Rotor m | be 7 Azimutbremsen 12 Generatorkühler 17 Getriebelager 3 Pitchantrieb 8 | Getriebe | 13 Getriebekühler 18 Kabine 4 Maschinenträger 9 Sicherheitsbremse 14 We | Nordex Energy GmbH | |
| lasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) Gesamtlänge 43,8 m Gewicht je Blatt ca. 10,2 t 3 Hauptwelle Der Triebstrang besteht aus der Rotorwelle, dem mittels Schrumpfscheibenverbindung gekoppelten Getriebe , einer kardanischen, elastischen Kupplung und dem Generator. Hauptwelle Material 34 CrNiMo6 Gewicht ca. 11,3 t Lager Pendelrollenlager Lagergehäuse Kugelgraphitguss EN-GJS-400-18U-LT 4 Getrie | aus der Rotorwelle, dem mittels Schrumpfscheibenverbindung gekoppelten | Getriebe | , einer kardanischen, elastischen Kupplung und dem Generator. Hauptwelle | Nordex Energy GmbH | |
| triebe, einer kardanischen, elastischen Kupplung und dem Generator. Hauptwelle Material 34 CrNiMo6 Gewicht ca. 11,3 t Lager Pendelrollenlager Lagergehäuse Kugelgraphitguss EN-GJS-400-18U-LT 4 Getriebe Das Getriebe ist als zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe ausgeführt. Die Getriebekühlung ist über einen Öl/Luft-Kühlkreislauf mit gestufter Kühlleistung realisiert. Die Getr | ger Pendelrollenlager Lagergehäuse Kugelgraphitguss EN-GJS-400-18U-LT 4 | Getriebe | Das Getriebe ist als zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradst | Nordex Energy GmbH | |
| kardanischen, elastischen Kupplung und dem Generator. Hauptwelle Material 34 CrNiMo6 Gewicht ca. 11,3 t Lager Pendelrollenlager Lagergehäuse Kugelgraphitguss EN-GJS-400-18U-LT 4 Getriebe Das Getriebe ist als zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe ausgeführt. Die Getriebekühlung ist über einen Öl/Luft-Kühlkreislauf mit gestufter Kühlleistung realisiert. Die Getriebelager und | lenlager Lagergehäuse Kugelgraphitguss EN-GJS-400-18U-LT 4 Getriebe Das | Getriebe | ist als zweistufiges Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe ausgeführ | Nordex Energy GmbH | |
| usgeführt. Die Getriebekühlung ist über einen Öl/Luft-Kühlkreislauf mit gestufter Kühlleistung realisiert. Die Getriebelager und Zahneingriffe werden kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. Getriebe Typ zweistufiges Planetengetriebe + Stirnradstufe Nennleistung 2 450 kW Übersetzungsverhältnis ca. 1 : 77 Schmierung Zwangsschmierung Ölmenge ca. 360 l Öltyp VG 320 Ölwechsel halbjährliche Ko | ager und Zahneingriffe werden kontinuierlich mit gekühltem Öl versorgt. | Getriebe | Typ zweistufiges Planetengetriebe + Stirnradstufe Nennleistung 2 450 kW | Nordex Energy GmbH | |
| alen Betriebstemperaturen gehalten. Generator Schutzart IP 54 Nennleistung 2 300 kW Nennspannung 660 V Frequenz 50 Hz Drehzahl 740…1 310 min-1 Pole 6 Gewicht ca. 12 t 6 Kühlung und Filtration Getriebe , Generator und Umrichter der N90 haben voneinander unabhängig aktive Kühlsysteme. Alle Systeme sind so ausgelegt, dass sich auch bei hohen Außentemperaturen optimale Betriebstemperaturen eins | ehzahl 740…1 310 min-1 Pole 6 Gewicht ca. 12 t 6 Kühlung und Filtration | Getriebe | , Generator und Umrichter der N90 haben voneinander unabhängig aktive Kü | Nordex Energy GmbH | |
| en, der Generatorlagerung und des Kühlwassers (frostsicheres Wasser/GlykolGemisch) erfolgt kontinuierlich und teilweise redundant durch die Steuerung. Getriebekühlung: Die Wärmeabfuhr aus dem Getriebe geschieht über den Ölkreislauf in einem Öl/Luft-Wärmetauscher. Eine 2-stufige Umpump-Filtereinheit pumpt das Getriebeöl durch zwei Filter (Grobfilter 100 µm, Feinfilter 10 µm) in den Kühlkrei | redundant durch die Steuerung. Getriebekühlung: Die Wärmeabfuhr aus dem | Getriebe | geschieht über den Ölkreislauf in einem Öl/Luft-Wärmetauscher. Eine 2-s | Nordex Energy GmbH | |
| gekühlt. Die Wärmetauscher befinden sich im oberen Teil der Gondel und werden frei von Außenluft durchströmt, besitzen jedoch zusätzlich je einen Ventilator. Das gekühlte Öl wird über ein im Getriebe liegendes Rohrsystem an die thermisch hochbelasteten Bauteile befördert. Grob und Feinfilter haben die Aufgabe, Feststoffe aus dem Getriebeöl zu entfernen. Optional kann eine zusätzliche Nebe | jedoch zusätzlich je einen Ventilator. Das gekühlte Öl wird über ein im | Getriebe | liegendes Rohrsystem an die thermisch hochbelasteten Bauteile befördert | Nordex Energy GmbH | |
| et und zum anderen im Antrieb auf der schnellen Seite des Azimutgetriebes angeordnet. Azimutlagerung Art Kugellagerung Material 42 CrMo4 Gewicht ca. 2,3 t Azimutantrieb Motor Asynchronmotoren Getriebe 4-stufiges Planetengetriebe Anzahl der Antriebe 2 Schmierung Öl, ISO VG 620 Nachführgeschwindigkeit ca. 0,5 °/s Azimutbremse Typ hydraulische Scheibenbremse Material Bremsbeläge organisch Anz | aterial 42 CrMo4 Gewicht ca. 2,3 t Azimutantrieb Motor Asynchronmotoren | Getriebe | 4-stufiges Planetengetriebe Anzahl der Antriebe 2 Schmierung Öl, ISO VG | Nordex Energy GmbH | |
| geringe Menge Öl über eine große bewachsene und belebte Bodenzone verteilt wird. Es ist bei etlichen der im Gebiet vorhandenen Windenergieanlagen noch weiter vermindert, da diese Anlagen kein Getriebe haben und deshalb das bei anderen Anlagentypen in großer Menge verwendete Getriebeöl hier gar nicht anfällt. Weitergehende Regelungen zum vorsorgenden Schutz von Boden und Grundwasser mit der | ndenen Windenergieanlagen noch weiter vermindert, da diese Anlagen kein | Getriebe | haben und deshalb das bei anderen Anlagentypen in großer Menge verwende | Gemeinde Borstel, Samtgemeinde Siedenburg | |
| Prozent. Komponenten einer Windenergieanlage Die Kernstücke einer „klassischen“ Windkraftanlage (siehe Abbildung 1) sind der Rotor (bestehend aus Rotorblättern und Nabe), die Rotorwelle, ein Getriebe und ein Generator. Das Getriebe, der Generator und oft auch der Frequenzumrichter befinden sich in der Gondel. Die Rotationsenergie des Rotors wird durch die Rotorwelle auf das Getriebe übert | d der Rotor (bestehend aus Rotorblättern und Nabe), die Rotorwelle, ein | Getriebe | und ein Generator. Das Getriebe, der Generator und oft auch der Frequen | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| energieanlage Die Kernstücke einer „klassischen“ Windkraftanlage (siehe Abbildung 1) sind der Rotor (bestehend aus Rotorblättern und Nabe), die Rotorwelle, ein Getriebe und ein Generator. Das Getriebe , der Generator und oft auch der Frequenzumrichter befinden sich in der Gondel. Die Rotationsenergie des Rotors wird durch die Rotorwelle auf das Getriebe übertragen. Dieses hat die Funktion, | blättern und Nabe), die Rotorwelle, ein Getriebe und ein Generator. Das | Getriebe | , der Generator und oft auch der Frequenzumrichter befinden sich in der | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| , ein Getriebe und ein Generator. Das Getriebe, der Generator und oft auch der Frequenzumrichter befinden sich in der Gondel. Die Rotationsenergie des Rotors wird durch die Rotorwelle auf das Getriebe übertragen. Dieses hat die Funktion, auf eine Drehzahl zu übersetzen, die dem Generator angepasst ist. Je nach Bauart gibt es verschiedene Übersetzungsstufen. Der Generator wandelt dann die m | ndel. Die Rotationsenergie des Rotors wird durch die Rotorwelle auf das | Getriebe | übertragen. Dieses hat die Funktion, auf eine Drehzahl zu übersetzen, d | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| tern ist insbesondere im Binnenland der Transport dieser Komponente an die jeweiligen Standorte eine erhebliche logistische Herausforderung. In den letzten Jahren wurden vermehrt Anlagen ohne Getriebe errichtet. Diese Anlagen sind mit Synchrongeneratoren und Vollumrichtern ausgestattet. Einer der Gründe, warum diese Technologieentwicklung besonders forciert wurde, ist, dass Anlagen mit Get | che Herausforderung. In den letzten Jahren wurden vermehrt Anlagen ohne | Getriebe | errichtet. Diese Anlagen sind mit Synchrongeneratoren und Vollumrichter | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| ebe errichtet. Diese Anlagen sind mit Synchrongeneratoren und Vollumrichtern ausgestattet. Einer der Gründe, warum diese Technologieentwicklung besonders forciert wurde, ist, dass Anlagen mit Getriebe – vor allem Offshore-Anlagen – wartungsintensiver als Anlagen ohne Getriebe sind. Aus Abbildung 2 wird ersichtlich, dass die durchschnittliche Generatorleistung der Windenergieanlagen kontinu | Technologieentwicklung besonders forciert wurde, ist, dass Anlagen mit | Getriebe | – vor allem Offshore-Anlagen – wartungsintensiver als Anlagen ohne Getr | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| ausgestattet. Einer der Gründe, warum diese Technologieentwicklung besonders forciert wurde, ist, dass Anlagen mit Getriebe – vor allem Offshore-Anlagen – wartungsintensiver als Anlagen ohne Getriebe sind. Aus Abbildung 2 wird ersichtlich, dass die durchschnittliche Generatorleistung der Windenergieanlagen kontinuierlich ansteigt. Dieser Anstieg korreliert mit dem stetig zunehmenden Gener | iebe – vor allem Offshore-Anlagen – wartungsintensiver als Anlagen ohne | Getriebe | sind. Aus Abbildung 2 wird ersichtlich, dass die durchschnittliche Gene | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| nzepten in den frühen Jahren der Windenergienutzung haben sich heute zwei Varianten für den Triebstrang etabliert, die auf dem deutschen Markt in etwa gleich stark vertreten sind: Anlagen mit Getriebe und schnell laufendem Generator sowie sogenannte Direktantriebsanlagen ohne Getriebe, bei denen der Rotor direkt einen langsam laufenden Generator antreibt. WEA erzielen heute eine technisch | uf dem deutschen Markt in etwa gleich stark vertreten sind: Anlagen mit | Getriebe | und schnell laufendem Generator sowie sogenannte Direktantriebsanlagen | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| ür den Triebstrang etabliert, die auf dem deutschen Markt in etwa gleich stark vertreten sind: Anlagen mit Getriebe und schnell laufendem Generator sowie sogenannte Direktantriebsanlagen ohne Getriebe , bei denen der Rotor direkt einen langsam laufenden Generator antreibt. WEA erzielen heute eine technische Verfügbarkeit von über 99 Prozent, das heißt, mehr als 99 Prozent der Zeit, in der | schnell laufendem Generator sowie sogenannte Direktantriebsanlagen ohne | Getriebe | , bei denen der Rotor direkt einen langsam laufenden Generator antreibt. | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| urm mit aufgesetztem Stahlrohrturm Maschine: Der auf dem Turm angeordnete maschinentechnische Teil der Windenergieanlage, hierzu zählen u. a. die Rotorblätter sowie die Nabe, die Welle, das Getriebe , die regelungs- und elektrotechnischen Komponenten, der Generator, die Lager und die Bremsen Entwurfslebensdauer: die der Auslegung der Windenergieanlage zugrunde gelegte rechnerische Zeitd | ge, hierzu zählen u. a. die Rotorblätter sowie die Nabe, die Welle, das | Getriebe | , die regelungs- und elektrotechnischen Komponenten, der Generator, die | Deutsches Instituts für Bautechnik (DIBt) | |
| en, der mindestens die folgenden Informationen enthalten muss: Prüfender Sachverständiger Hersteller, Typ und Seriennummer der Windenergieanlage sowie der Hauptbestandteile (Rotorblätter, Getriebe , Generator, Turm) Standort und Betreiber der Windenergieanlage Gesamtbetriebsstunden Windgeschwindigkeit und Temperatur am Tag der Prüfung Anwesende bei der Prüfung Beschreibung des | nummer der Windenergieanlage sowie der Hauptbestandteile (Rotorblätter, | Getriebe | , Generator, Turm) Standort und Betreiber der Windenergieanlage Gesa | Deutsches Instituts für Bautechnik (DIBt) | |
| ......................................................................................................................................................................................... 7 2.5 Getriebe ............................................................................................................................................................................................... | ................................................................. 7 2.5 | Getriebe | ....................................................................... | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| ....................................................................................................................................................................... 7 2.9 Kupplung zwischen Getriebe und Generator ........................................................................................................................ 8 2.10 Azimutsystem .................................... | ............................................... 7 2.9 Kupplung zwischen | Getriebe | und Generator ......................................................... | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| Drehzahl und ein elektronisches Umrichtersystem. Der Antriebsstrang der 3MW Platform ist modular aufgebaut. Das bedeutet, dass alle wesentlichen Komponenten (einschließlich Hauptwellenlager, Getriebe , Generator und Azimutantriebe) auf einem Grundrahmen installiert sind. 2.1 Rotor Die Rotordrehzahl wird durch eine Kombination aus Blattwinkelverstellung und Steuerung des Generator- /Umricht | t, dass alle wesentlichen Komponenten (einschließlich Hauptwellenlager, | Getriebe | , Generator und Azimutantriebe) auf einem Grundrahmen installiert sind. | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| lattverstellsystem und ist direkt an der Hauptwelle montiert. Der Zugang zur Nabe zwecks Wartungsarbeiten erfolgt über eine der drei vorhandenen Luken in der Nähe des Maschinenhausdaches. 2.5 Getriebe Das Getriebe der WEA dient zur Übertragung der Torsionskraft zwischen dem Niederdrehzahlrotor und dem elektrischen Hochdrehzahlgenerator. Das Getriebe ist ein mehrstufiges Planeten-/Schrägrad | ine der drei vorhandenen Luken in der Nähe des Maschinenhausdaches. 2.5 | Getriebe | Das Getriebe der WEA dient zur Übertragung der Torsionskraft zwischen d | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| ystem und ist direkt an der Hauptwelle montiert. Der Zugang zur Nabe zwecks Wartungsarbeiten erfolgt über eine der drei vorhandenen Luken in der Nähe des Maschinenhausdaches. 2.5 Getriebe Das Getriebe der WEA dient zur Übertragung der Torsionskraft zwischen dem Niederdrehzahlrotor und dem elektrischen Hochdrehzahlgenerator. Das Getriebe ist ein mehrstufiges Planeten-/Schrägradgetriebe. Es | vorhandenen Luken in der Nähe des Maschinenhausdaches. 2.5 Getriebe Das | Getriebe | der WEA dient zur Übertragung der Torsionskraft zwischen dem Niederdreh | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| in der Nähe des Maschinenhausdaches. 2.5 Getriebe Das Getriebe der WEA dient zur Übertragung der Torsionskraft zwischen dem Niederdrehzahlrotor und dem elektrischen Hochdrehzahlgenerator. Das Getriebe ist ein mehrstufiges Planeten-/Schrägradgetriebe. Es ist am Grundrahmen der Anlage installiert. Die Getriebebefestigung ist darauf ausgelegt, die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen au | dem Niederdrehzahlrotor und dem elektrischen Hochdrehzahlgenerator. Das | Getriebe | ist ein mehrstufiges Planeten-/Schrägradgetriebe. Es ist am Grundrahmen | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| gradgetriebe. Es ist am Grundrahmen der Anlage installiert. Die Getriebebefestigung ist darauf ausgelegt, die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen auf den Grundrahmen zu minimieren. Das Getriebe wird durch ein gekühltes Hochdruckschmiersystem geschmiert und hat einen Filter zur Gewährleistung der Sauberkeit des Schmieröls. 2.6 Lager Das Lager der Blattverstellung gestattet die Verste | g von Vibrationen und Geräuschen auf den Grundrahmen zu minimieren. Das | Getriebe | wird durch ein gekühltes Hochdruckschmiersystem geschmiert und hat eine | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| gespeister Asynchrongenerator. Seine Befestigung am Grundrahmen ist so ausgelegt, dass möglichst wenig Vibrationen und Geräusche auf den Grundrahmen übertragen werden. 2.9 Kupplung zwischen Getriebe und Generator Zum Schutz des Antriebsstrangs gegen übermäßige Drehmomentlasten ist zwischen dem Generator und der Getriebeabgangswelle eine Spezialkupplung mit einer Vorrichtung zur Drehmomen | eräusche auf den Grundrahmen übertragen werden. 2.9 Kupplung zwischen | Getriebe | und Generator Zum Schutz des Antriebsstrangs gegen übermäßige Drehmomen | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| n diesem Abschnitt finden Sie die Maße und Gewichte der Hauptkomponenten im Maschinenhaus. Komponente Gewicht (kg) Gewicht (lbs) Länge (m) Länge (ft) Breite (m) Breite (ft) Höhe (m) Höhe (ft) Getriebe Max Generator Tabelle 13: Maße und Gewichte einzelner Komponenten im Maschinenhaus | ht (lbs) Länge (m) Länge (ft) Breite (m) Breite (ft) Höhe (m) Höhe (ft) | Getriebe | Max Generator Tabelle 13: Maße und Gewichte einzelner Komponenten im Ma | GE Renewable Energy, General Electric Company | |
| Recyclings im Baubereich“ in Kapitel 3.1 zu finden. 5.2 Metalle Metalle sind die wichtigsten Bestandteile von Windenergieanlagen. „Eine Offshore-Windenergieanlage mit Gründung, Turm, Gondel, Getriebe und Generator besteht durchschnittlich zu 82 % aus dem Rohstoff Stahl.“ Wird der Metallanteil im Kabel zur Netzanbindung berücksichtigt, werden für eine einzelne 5-MW-Offshore-Windenergieanla | ieanlagen. „Eine Offshore-Windenergieanlage mit Gründung, Turm, Gondel, | Getriebe | und Generator besteht durchschnittlich zu 82 % aus dem Rohstoff Stahl.“ | VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH | |
| ine deutlich höhere Lebensdauer erwarten. Die Ingenieure sind sich einig, dass solche Anlagen aufgrund der höheren Masse der Rotoren weniger empfindlich gegen Windböen sind, wodurch Lager und Getriebe geschont werden.“ Eine klassische Frage in der Metallbranche stellen die breit diskutierten Seltenerdmetalle dar, die für Permanentmagneten in Elektromotoren und Generatoren eine wichtige Rol | der Rotoren weniger empfindlich gegen Windböen sind, wodurch Lager und | Getriebe | geschont werden.“ Eine klassische Frage in der Metallbranche stellen di | VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH | |
| ung als auch Dysprosium und Terbium für die Temperaturstabilität bis oberhalb von 80 °C. Der Anteil der Seltenen Erden an den Magnetwerkstoffen dieser Maschinen weist je nach Generatortyp und Getriebe große Unterschiede auf. Durch die Beimischung von Terbium und Dysprosium wird neben einer verbesserten Temperaturstabilität auch die Koerzitivfeldstärke erhöht – die Magnetisierung widersetzt | n den Magnetwerkstoffen dieser Maschinen weist je nach Generatortyp und | Getriebe | große Unterschiede auf. Durch die Beimischung von Terbium und Dysprosiu | VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH | |
| pitzen identifizieren und helfen, diese zu vermeiden, indem die Anlage vor dem Auftreffen von Starkwind den Anstellwinkel der Rotorblätter ändert. CMS sollten zudem aktiv in die Steuerung von Getriebe , Generator, Kühlflüssigkeiten und Ölen eingreifen und damit Komponenten vor größeren Schäden bewahren. Um kleine Risse in Rotorblättern, aus denen schnell Brüche werden, sofort zu erkennen, s | l der Rotorblätter ändert. CMS sollten zudem aktiv in die Steuerung von | Getriebe | , Generator, Kühlflüssigkeiten und Ölen eingreifen und damit Komponenten | VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH | |
| chützt. Die Rotorwelle ist ein kraftflussgerecht konstruiertes Schmiedeteil mit angeschmiedetem Rotorflansch aus Edelstahl. Am Wellenende wird die Rotorwelle direkt in den Planetenträger des Getriebes gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des Getriebes ist hin | hl. Am Wellenende wird die Rotorwelle direkt in den Planetenträger des | Getriebes | gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. | Nordex Energy GmbH | |
| äger des Getriebes gesteckt und über einen Spannsatz sicher mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe ist dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des Getriebes ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission optimiert. In die Drehmomentenstütze des Getriebes sind elastische Buchsen integriert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen | einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des | Getriebes | ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission optimiert. In die | Nordex Energy GmbH | |
| st dreistufig mit einer Planeten- und zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die Verzahnung des Getriebes ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschemission optimiert. In die Drehmomentenstütze des Getriebes sind elastische Buchsen integriert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Durch die elastische Lagerung des Getriebes wird zum einen die Loslagerung umgesetzt, zum anderen ab | ungsgrad und Geräuschemission optimiert. In die Drehmomentenstütze des | Getriebes | sind elastische Buchsen integriert, die sich über Auflager am Maschin | Nordex Energy GmbH | |
| Geräuschemission optimiert. In die Drehmomentenstütze des Getriebes sind elastische Buchsen integriert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Durch die elastische Lagerung des Getriebes wird zum einen die Loslagerung umgesetzt, zum anderen aber eine ausgesprochen wirksame Schallund Schwingungsentkopplung des Getriebes vom Maschinenträger realisiert. Bei den Elastomerlagern | flager am Maschinenträger abstützen. Durch die elastische Lagerung des | Getriebes | wird zum einen die Loslagerung umgesetzt, zum anderen aber eine ausge | Nordex Energy GmbH | |
| hinenträger abstützen. Durch die elastische Lagerung des Getriebes wird zum einen die Loslagerung umgesetzt, zum anderen aber eine ausgesprochen wirksame Schallund Schwingungsentkopplung des Getriebes vom Maschinenträger realisiert. Bei den Elastomerlagern wurde mit Blick auf die Lebensdauer besonderes Augenmerk auf die Materialgüte gelegt. In die elastische Kupplung zwischen Getriebe un | aber eine ausgesprochen wirksame Schallund Schwingungsentkopplung des | Getriebes | vom Maschinenträger realisiert. Bei den Elastomerlagern wurde mit Bli | Nordex Energy GmbH | |
| zwei Bremszangen integriert, die bei Notbremsungen thermisch große Reserven hat. Die Kupplung gleicht den Versatz zwischen Getriebe und Generator aus, der durch die elastische Aufhängung des Getriebes auftritt. Darüber hinaus ist in der Kupplung eine Rutschkupplung integriert, die die Übertragung von Momentenstößen bei einem eventuellen Generatorkurzschluss verhindert und somit das Getri | en Getriebe und Generator aus, der durch die elastische Aufhängung des | Getriebes | auftritt. Darüber hinaus ist in der Kupplung eine Rutschkupplung inte | Nordex Energy GmbH | |
| ordnung ermöglicht einen sehr kompakten, leichten Aufbau des Maschinenträgers, der als Stahl-Schweiß-Konstruktion trotzdem über eine hohe Steifigkeit verfügt. Die Körperschallentkopplung des Getriebes kann aufgrund der hohen Impedanz des steifen Maschinenträgers wirksam umgesetzt werden. Alle Komponenten sind modular auf dem Maschinenträger aufgebaut, was die Montage von Baugruppen am St | em über eine hohe Steifigkeit verfügt. Die Körperschallentkopplung des | Getriebes | kann aufgrund der hohen Impedanz des steifen Maschinenträgers wirksam | Nordex Energy GmbH | |
| rung überwacht. Optional kann eine zusätzliche Nebenstromfiltration mit einem Feinstfilter installiert werden. Das Getriebeöl übernimmt neben der Schmierung auch die Funktion der Kühlung des Getriebes . Die Getriebelager- und Öltemperaturen werden kontinuierlich überwacht. Ist die Betriebstemperatur noch nicht erreicht, führt ein ThermoBypass das Getriebeöl direkt zurück in das Getriebe. | ebeöl übernimmt neben der Schmierung auch die Funktion der Kühlung des | Getriebes | . Die Getriebelager- und Öltemperaturen werden kontinuierlich überwach | Nordex Energy GmbH | |
| halle erfordern, die Adaptierung zum Antrieb über die Rotorblattlageraufnahmen wäre sehr aufwändig und die Lagerstellen müssten den hohen Kräften des Prüfstandantriebes beim Überlasttest des Getriebes standhalten können. Diese Überlegungen führen dazu, auf die Einbindung der Nabe zu verzichten (DMT, S. 86) u. (IME, S. 10). Die Anbindung an das Fundament erfolgt über den Azimut-Flansch au | müssten den hohen Kräften des Prüfstandantriebes beim Überlasttest des | Getriebes | standhalten können. Diese Überlegungen führen dazu, auf die Einbindun | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| für müssen im Einzelfall Adaptierungen in Form eines Montagerahmens vorgenommen werden, um das Getriebe in der Höhe und im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. Auf der Abtriebseite des Getriebes wird für den Testbetrieb eine prüfstandseitige Lastmaschine vorgesehen. Dieser Lastgenerator bremst die vom Getriebe übertragene Leistung und speist die Energie zur Rekuperation in die elek | im Winkel der Antriebsachse zu positionieren. Auf der Abtriebseite des | Getriebes | wird für den Testbetrieb eine prüfstandseitige Lastmaschine vorgesehe | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| ensatz zu herkömmlichen Planetengetrieben, der Antrieb über das Hohlrad erfolgt und die Planetenräder ortsfest angeordnet sind. Der Läufer des Generators ist direkt auf die Abtriebswelle des Getriebes montiert und hat kein eigenes Lager. Si Rotor Generator converter Rotor bearing gearbox Air processing Bild: Multibrid 2.3 Getriebelose Windenergieanlagen Der Auftrieb aus den Rotorblätt | t sind. Der Läufer des Generators ist direkt auf die Abtriebswelle des | Getriebes | montiert und hat kein eigenes Lager. Si Rotor Generator converter R | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| Si Rotor Generator converter Rotor bearing gearbox Air processing Bild: Multibrid 2.3 Getriebelose Windenergieanlagen Der Auftrieb aus den Rotorblättern wird ohne Zwischenschaltung eines Getriebes direkt in den Generator gelenkt. Das heißt, dass Rotor- und Generatordrehzahl (6 – 30 min-1) gleich sind. Um dennoch auf die erforderliche Spannung von 690 V und die Netzfrequenz von 50 Hz | n Der Auftrieb aus den Rotorblättern wird ohne Zwischenschaltung eines | Getriebes | direkt in den Generator gelenkt. Das heißt, dass Rotor- und Generator | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| er FL2500, REpower 5M). Vorteile: Geringere Baulänge und weniger Masse. Nachteile: Das Getriebe übernimmt neben den Drehmomenten auch Teile der Rotorlasten. Der Rotor muss zur Demontage des Getriebes abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das Getriebe (Beispiele: Fuhrländer FL1000, Vestas V82). Vorteile: Verkürzung der Baulänge gegenüber Dreipunkt-Lagerung. Nachteile: D | hmomenten auch Teile der Rotorlasten. Der Rotor muss zur Demontage des | Getriebes | abgestützt werden. • Integration der Rotorlagerung in das Getriebe ( | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| (rechts; rot) mit 7 Planetenrädern muss demnach nur noch für die Differenzleistung ausgelegt werden. Im Ergebnis sind die Zahn- und Lagerpressungen stark reduziert, ohne dass der Bauraum des Getriebes vergrößert werden muss. 3.9.2 Getriebekonzept für konstante Abtriebsdrehzahl ohne Umrichter Für den Betrieb am Netz muss die veränderliche Rotordrehzahl der Windenergieanlage in ein elektri | e Zahn- und Lagerpressungen stark reduziert, ohne dass der Bauraum des | Getriebes | vergrößert werden muss. 3.9.2 Getriebekonzept für konstante Abtriebsd | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| t für eine kontinuierliche Überwachung von Getrieben in Windenergieanlagen an. Wesentlicher Bestandteil dieser Systeme ist ein induktiv oder optisch arbeitender Sensor, der im Ölrücklauf des Getriebes vor dem Filter installiert wird. Der Sensor erfasst metallische Partikel ab einer gewissen Größe (z. B. > 200μm). Dabei kann die Zunahme der Verschleißpartikel in Form eines einfachen Trend | st ein induktiv oder optisch arbeitender Sensor, der im Ölrücklauf des | Getriebes | vor dem Filter installiert wird. Der Sensor erfasst metallische Parti | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| narbeit neue Erkenntnisse auf, kann aber mit dem hohen Entwicklungstempo der Windenergiebranche nicht Schritt halten. Eine Vielzahl von Schäden am Antriebsstrang, insbesondere im Bereich des Getriebes , haben gezeigt, dass die Komponenten in den Windenergieanlagen weit höheren Belastungen ausgesetzt sind, als es noch vor einigen Jahren bekannt war. Lager- und Verzahnungsschäden in den Get | ne Vielzahl von Schäden am Antriebsstrang, insbesondere im Bereich des | Getriebes | , haben gezeigt, dass die Komponenten in den Windenergieanlagen weit h | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| ung in Folge • schlechte Lagerschmierung, z. B. Spritzschmierung bei den Planetenlagern, • Aufnahme zu großer radialer/axialer Lasten, wegen fehlender Ausgleichsmöglichkeiten innerhalb des Getriebes , • Schmierfähigkeitsverlust des Schmiermittels (Reinheit, Temperatur). • Stufenbildung an der Kupplung zwischen Planeten- und Stirnradgetrieben durch Reibkorrosion. 7.1.3 Generator • Lag | /axialer Lasten, wegen fehlender Ausgleichsmöglichkeiten innerhalb des | Getriebes | , • Schmierfähigkeitsverlust des Schmiermittels (Reinheit, Temperatur | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| rbindet den Rotor mit dem Generator. Meist wird hierfür ein Zahnradgetriebe oder ein Riemenantrieb verwendet. Hersteller von kleinen Windkraftanlagen verzichten meist auf einen Einsatz eines Getriebes und verwenden stattdessen Permanentgeneratoren (Hallenga, 2004). 5.2.6 Steuerfahnen Da auftretende Winde aus unterschiedlichen Richtungen strömen, müssen Windkraftanlagen zur entsprechenden | von kleinen Windkraftanlagen verzichten meist auf einen Einsatz eines | Getriebes | und verwenden stattdessen Permanentgeneratoren (Hallenga, 2004). 5.2. | SGD Süd, Zentralstelle der Forstverwaltung, Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF) | |
| lbar über dem Kopfflansch des Turms gelagert. Das vordere Lager ist als großzügig dimensioniertes Pendelrollenlager ausgeführt. Die beiden hinteren Lagerpunkte sind die Drehmomentstützen des Getriebes . Sie sind über Elastomerbuchsen elastisch mit dem Maschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großzügiger Toleranz in Bezug auf | eführt. Die beiden hinteren Lagerpunkte sind die Drehmomentstützen des | Getriebes | . Sie sind über Elastomerbuchsen elastisch mit dem Maschinenträger ver | Senvion SE | |
| . 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten-/Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich des Wirkungsgrads und der Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in elastische Buchsen auf dem Maschinenträger gelagert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Die elastische Lagerung ermöglicht eine wirkungsvolle Schall- und Schwingung | sgrads und der Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des | Getriebes | ist in elastische Buchsen auf dem Maschinenträger gelagert, die sich | Senvion SE | |
| gelagert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Die elastische Lagerung ermöglicht eine wirkungsvolle Schall- und Schwingungsentkopplung vom Maschinenträger. Die Auslegung des Getriebes erfolgte entsprechend der Senvion Getrieberichtlinie. In dieser sind größere Sicherheitsbeiwerte vorgesehen als beispielsweise in den DIN/ISO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Darüb | all- und Schwingungsentkopplung vom Maschinenträger. Die Auslegung des | Getriebes | erfolgte entsprechend der Senvion Getrieberichtlinie. In dieser sind | Senvion SE | |
| tiert er Metallpartikel im Ölfluss, die auf Abrieb oder anderes abnormes Verhalten von Komponenten hinweisen. Mithilfe eines Partikelzählers können WEA-Betreiber systematisch den Zustand des Getriebes überwachen und proaktiv entsprechende Maßnahmen planen, um potenzielle Fehler zu vermeiden, die zu Ausfällen von Komponenten führen könnten. Es handelt sich also um ein kostengünstiges Inst | ines Partikelzählers können WEA-Betreiber systematisch den Zustand des | Getriebes | überwachen und proaktiv entsprechende Maßnahmen planen, um potenziell | Senvion SE | |
| lbar über dem Kopfflansch des Turms gelagert. Das vordere Lager ist als großzügig dimensioniertes Pendelrollenlager ausgeführt. Die beiden hinteren Lagerpunkte sind die Drehmomentstützen des Getriebes . Sie sind über Elastomerbuchsen elastisch mit dem Maschinenträger verbunden. Die Dreipunktlagerung ermöglicht eine sichere Lastübertragung bei gleichzeitig großer Toleranz in Bezug auf die | eführt. Die beiden hinteren Lagerpunkte sind die Drehmomentstützen des | Getriebes | . Sie sind über Elastomerbuchsen elastisch mit dem Maschinenträger ver | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| trangs. 2.2.3 Getriebe Das Getriebe ist als Planeten- / Stirnradgetriebe ausgeführt. Die Verzahnung ist hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des Getriebes ist in elastische Buchsen auf dem Maschinenträger gelagert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Die elastische Lagerung ermöglicht eine wirkungsvolle Schall- und Schwingung | rkungsgrad und Geräuschentwicklung angepasst. Die Drehmomentstütze des | Getriebes | ist in elastische Buchsen auf dem Maschinenträger gelagert, die sich | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| gelagert, die sich über Auflager am Maschinenträger abstützen. Die elastische Lagerung ermöglicht eine wirkungsvolle Schall- und Schwingungsentkopplung vom Maschinenträger. Die Auslegung des Getriebes erfolgte entsprechend der REpower Getrieberichtlinie. In dieser sind größere Sicherheitsbeiwerte vorgesehen als beispielsweise in den DIN/ISO oder GL (Germanischer Lloyd) Richtlinien. Techn | all- und Schwingungsentkopplung vom Maschinenträger. Die Auslegung des | Getriebes | erfolgte entsprechend der REpower Getrieberichtlinie. In dieser sind | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| iert er Metallpartikel im Ölfluss, die auf Abrieb oder anderes abnormes Verhalten von Komponenten hinweisen. Mit Hilfe eines Partikelzählers können WEA-Betreiber systematisch den Zustand des Getriebes überwachen und proaktiv entsprechende Maßnahmen planen, um potenzielle Fehler zu vermeiden, die zu Ausfällen von Komponenten führen könnten. Es handelt sich also um ein kostengünstiges Inst | ines Partikelzählers können WEA-Betreiber systematisch den Zustand des | Getriebes | überwachen und proaktiv entsprechende Maßnahmen planen, um potenziell | REpower Systems AG, REpower Systems SE | |
| as Getriebe. Wird die optimale Arbeitstemperatur überschritten, wird der aktive Öl-Luft-Kühler zugeschaltet und das Öl gekühlt. Das gekühlte Öl wird über ein Rohrleitungssystem innerhalb des Getriebes gezielt an die thermisch hoch belasteten Bauteile und an alle Stellen mit Schmierungsbedarf (Lager, Verzahnungen etc.) befördert. ANTRIEBSKONZEPT. Triebstrang in der Montage. Ihre Vorteile | ekühlt. Das gekühlte Öl wird über ein Rohrleitungssystem innerhalb des | Getriebes | gezielt an die thermisch hoch belasteten Bauteile und an alle Stellen | Nordex | |
| sen, da das Verhalten einer Komponente neben komplexen äußeren Umgebungsbedingungen eben auch von dem Verhalten angebundener Komponenten abhängt, so wird zum Beispiel das Lastverhalten eines Getriebes vom Rotor und vom Generator sowie vom Schwingungsverhalten der gesamten Anlage mit beeinflusst. Wünschenswert wäre daher, dass der Hersteller von Komponenten seine Produkte temporär beim Be | ener Komponenten abhängt, so wird zum Beispiel das Lastverhalten eines | Getriebes | vom Rotor und vom Generator sowie vom Schwingungsverhalten der gesamt | SkyWind GmbH | |
| ynamisches Verhalten deutlich von Dreiblatt Windenergieanlagen unterscheidet. Es existieren derzeit keine Kenntnisse, inwiefern weitere (neben den oben genannten elastischen Aufhängungen des Getriebes oder der Rotorwelle) definierte oder gar regelbare Elastizitäten im Lastfluss das Schwingungsverhalten und damit das Lastverhalten von Windenergieanlagen verbessern könnten. Das elastische | wiefern weitere (neben den oben genannten elastischen Aufhängungen des | Getriebes | oder der Rotorwelle) definierte oder gar regelbare Elastizitäten im L | SkyWind GmbH | |
| Landwirtschaft • Netzkopplung zur Überschusseinspeisung Durch die Verbindung von Rotorblättern über Naben mit einer Rotorachse, welche die Bewegungskräfte entweder direkt oder mittels eines Getriebes an einen elektrischen Generator weiterleitet, erzeugt das Windrad elektrische Energie. Die einzelnen Anlagenkomponenten werden im Kapitel 4.2 „Technische Komponenten“ näher erläutert. 4.1 B | orachse, welche die Bewegungskräfte entweder direkt oder mittels eines | Getriebes | an einen elektrischen Generator weiterleitet, erzeugt das Windrad ele | C.A.R.M.E.N. e.V. | |
| denergieanlage wird durch aerodynamische Geräusche dominiert, die wiederum maßgeblich von der Blattspitzengeschwindigkeit abhängen. Weitere Schallquellen sind zum Beispiel die Verzahnung des Getriebes oder die Lüftergeräusche, die im dünnwandigen Stahlturm einen Resonanzboden finden. Erzeugungsanlagen bleiben bei einer kurzzeitigen Spannungsabsenkung am Netz und werden nicht abgeschaltet | t abhängen. Weitere Schallquellen sind zum Beispiel die Verzahnung des | Getriebes | oder die Lüftergeräusche, die im dünnwandigen Stahlturm einen Resonan | acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. | |
| über 400 l Getriebeöl entfällt somit. Azimutgetriebe: Die E-115 besitzt 12 Azimutgetriebe zur Windnachführung der Gondel. Diese Getriebe sind jeweils mit ca. 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den Getrieben sitzen die Elektromotoren. Die Getriebe befinden sich im Maschinenträger, der die gesamte Ölmenge aufnehmen kann, zusätzlich sind unter den Azimutantrieben Ölauffangwannen montiert. Blatt | el. Diese Getriebe sind jeweils mit ca. 7 l Öl gefüllt. Direkt auf den | Getrieben | sitzen die Elektromotoren. Die Getriebe befinden sich im Maschinenträ | VDH Projektmanagement GmbH | |
| elassenen Sicherheitseinrichtungen. 40. Im Trinkwassergewinnungsgebiet dürfen keine wassergefährdenden Stoffe in und an den WEA gelagert werden. Es dürfen nur wassergefährdende Stoffe in den Getrieben und dem Generator im nicht vermeidbaren Umfang, unter Beachtung der gesetzlichen Vorschriften und der Technischen Regeln, verwendet werden. Es sind biologisch abbaubare Schmier- und Betrieb | den WEA gelagert werden. Es dürfen nur wassergefährdende Stoffe in den | Getrieben | und dem Generator im nicht vermeidbaren Umfang, unter Beachtung der g | Landkreis Hameln-Pyrmont | |
| en können und benötigen daher eine Antriebsleistung des Teststandes, die deutlich über der Nennleistung der zu testenden Windenergieanlagen liegt. Da der Teststand für den Test von einzelnen Getrieben unter den genannten Betriebsbedingungen die gleiche Ausstattung und Größe haben muss wie für den Test von ganzen Gondeln, ist der Gondeltest unbedingt vorzusehen. Ein Teststand der unter di | Windenergieanlagen liegt. Da der Teststand für den Test von einzelnen | Getrieben | unter den genannten Betriebsbedingungen die gleiche Ausstattung und G | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| gen die gleiche Ausstattung und Größe haben muss wie für den Test von ganzen Gondeln, ist der Gondeltest unbedingt vorzusehen. Ein Teststand der unter diesen Bedingungen nur für den Test von Getrieben eingerichtet würde, brächte keine Einsparung an Investitions- und Betriebskosten. Nach den ersten Überlegungen zur Nutzung des Prüfstandes wird der zeitliche Anteil der Forschungsarbeiten u | sehen. Ein Teststand der unter diesen Bedingungen nur für den Test von | Getrieben | eingerichtet würde, brächte keine Einsparung an Investitions- und Bet | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| keine ausreichende Auslastung ergibt (s. Kapitel 7.4). 1.7 Stand der Entwicklung von Windenergieanlagen 1.7.1 Antriebskonzepte Auf dem geplanten Prüfstand sollen in erster Linie Anlagen mit Getrieben zur Übersetzung der Rotordrehzahl auf eine typische Generatordrehzahl von ca. 1400 Umdrehungen pro Minute getestet werden. Eine Übersicht über alle aktuell verfolgten Antriebskonzepte ist i | onzepte Auf dem geplanten Prüfstand sollen in erster Linie Anlagen mit | Getrieben | zur Übersetzung der Rotordrehzahl auf eine typische Generatordrehzahl | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| aschine Die Lastmaschine (auch Bremsgenerator genannt) wird eingesetzt, wenn ein Prüfling ohne eigenes Generatorsystem untersucht werden soll. Das ist z.B. der Fall beim Testen von einzelnen Getrieben oder bei der gezielten Überlastung eines Gondelaufbaus, bei dem der eigene Generator der Gondel nicht verwendet werden kann. Abb. 3-4: Mechanischer Aufbau mit Lastmaschine (IME, S. 16) Die | ntersucht werden soll. Das ist z.B. der Fall beim Testen von einzelnen | Getrieben | oder bei der gezielten Überlastung eines Gondelaufbaus, bei dem der e | Forschungszentrum Jülich GmbH | |
| tts mithalten. So sind in manchen Komponentenzweigen Engpässe entstanden, die wiederum die Angebotsseite negativ beeinflusst haben. In diesem Zusammenhang stellte vor allem die Lieferung von Getrieben für größere Windkraftanlagen eine große Herausforderung dar. Zum anderen wurde, während das Angebot begrenzt war, die Nachfrage durch eine Vielzahl von Förderprogrammen stimuliert. Um diese | usst haben. In diesem Zusammenhang stellte vor allem die Lieferung von | Getrieben | für größere Windkraftanlagen eine große Herausforderung dar. Zum ande | DCTI Deutsches CleanTech Institut GmbH | |
| pfungskette unterscheiden, da je nach Wertschöpfungsstufe Eintrittsbarrieren den Erfolg asiatischer Start-Up-Unternehmen beeinträchtigen könnten. Während die Produktion von Rotorblättern und Getrieben ein großes Know-How und langjährige Erfahrung erfordert, sind Eintrittsbarrieren für den Einstieg in die Turmherstellung niedriger [Emerging Energy Research: 2009]. Neben dem steigenden Kon | beeinträchtigen könnten. Während die Produktion von Rotorblättern und | Getrieben | ein großes Know-How und langjährige Erfahrung erfordert, sind Eintrit | DCTI Deutsches CleanTech Institut GmbH | |
| ist, gehen nahezu alle Szenarien davon aus, dass der Anteil der elektrischen Energie am Energiekonsum weiter deutlich zunehmen wird [1]. Die aktuelle Diskussion um die Energieversorgung wird getrieben von der Endlichkeit der Ressourcen, ihren Umweltauswirkungen und ihrer Wirtschaftlichkeit. Die erneuerbaren Energien spielen dabei wegen der Ressourceneffizienz und den erheblich geringeren | nehmen wird [1]. Die aktuelle Diskussion um die Energieversorgung wird | getrieben | von der Endlichkeit der Ressourcen, ihren Umweltauswirkungen und ihre | Physik Journal Nr. 07/2014 | |
| rehzahl des Rotors (ca. 6 bis 30 min-1) auf eine für den Generator passende Drehzahl von z. B. 1.500 min-1 übersetzen. Dabei sind hohe Übersetzungsverhältnisse nötig, die nur in mehrstufigen Getrieben realisierbar sind. schematischer Aufbau Planetengetriebe Schnitt durch Planetengetriebe 1,5 MW Bei kleineren Anlagen bis 600 kW werden teils noch reine Stirnradgetriebe gebaut. Marktüblic | abei sind hohe Übersetzungsverhältnisse nötig, die nur in mehrstufigen | Getrieben | realisierbar sind. schematischer Aufbau Planetengetriebe Schnitt du | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| als Bestandteil einer (Offline-)Ölanalyse im Labor wirtschaftlich durchführbar. Erst seit ca. 3 Jahren bieten verschiedene Hersteller Systeme gezielt für eine kontinuierliche Überwachung von Getrieben in Windenergieanlagen an. Wesentlicher Bestandteil dieser Systeme ist ein induktiv oder optisch arbeitender Sensor, der im Ölrücklauf des Getriebes vor dem Filter installiert wird. Der Sens | ne Hersteller Systeme gezielt für eine kontinuierliche Überwachung von | Getrieben | in Windenergieanlagen an. Wesentlicher Bestandteil dieser Systeme ist | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| landregionen ermöglicht. Die Bauart der modernen Windenergieanlagen hat sich mehr oder weniger klassifiziert: • Die Mehrzahl der weltweit gebauten Anlagen wird auf konventionelle Weise mit Getrieben in aufgelöster Struktur (Rotor-Hauptlager-Hauptwelle-Getriebe-Kupplung-Generator) gebaut. Nur wenige Anbieter (darunter als der größte und erfolgreichste Enercon/Aurich) verfolgen weiterhin | hrzahl der weltweit gebauten Anlagen wird auf konventionelle Weise mit | Getrieben | in aufgelöster Struktur (Rotor-Hauptlager-Hauptwelle-Getriebe-Kupplun | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| ebes, haben gezeigt, dass die Komponenten in den Windenergieanlagen weit höheren Belastungen ausgesetzt sind, als es noch vor einigen Jahren bekannt war. Lager- und Verzahnungsschäden in den Getrieben bilden den Schadenschwerpunkt im Antriebsstrang. Die Erfahrungen zeigen, dass die tatsächliche Lebensdauer von Getrieben in Windenergieanlagen teilweise erheblich unterhalb der theoretisch | h vor einigen Jahren bekannt war. Lager- und Verzahnungsschäden in den | Getrieben | bilden den Schadenschwerpunkt im Antriebsstrang. Die Erfahrungen zeig | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| vor einigen Jahren bekannt war. Lager- und Verzahnungsschäden in den Getrieben bilden den Schadenschwerpunkt im Antriebsstrang. Die Erfahrungen zeigen, dass die tatsächliche Lebensdauer von Getrieben in Windenergieanlagen teilweise erheblich unterhalb der theoretisch berechneten Lebensdauer liegt. So hat sich zum Beispiel in Folge diverser Serienschäden herausgestellt, dass Pendelrollen | sstrang. Die Erfahrungen zeigen, dass die tatsächliche Lebensdauer von | Getrieben | in Windenergieanlagen teilweise erheblich unterhalb der theoretisch b | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) | |
| Mio. kWh/a Strom, mit dem man etwa 2.000 – 3.000 Privathaushalte versorgen kann. Windenergieanlagen wandeln mechanische in elektrische Energie um. Die meisten Windenergieanlagen arbeiten mit Getrieben . Damit werden die 5 – 20 Umdrehungen pro Minute eines Rotors auf die vom Generator zur Stromerzeugung benötigten 1.000 – 1.500 Umdrehungen pro Minute übersetzt. Das zweite Anlagenkonzept si | in elektrische Energie um. Die meisten Windenergieanlagen arbeiten mit | Getrieben | . Damit werden die 5 – 20 Umdrehungen pro Minute eines Rotors auf die | BINE Informationsdienst, FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH | |
| 0/2500 relativ geringe Gewicht und Volumen erleichtert auch den Transport und die Montage der Turbine. Getriebe mit zuverlässiger Leistungsverzweigung Die N90/2500 wird mit unterschiedlichen Getrieben angeboten. Neben einem zweistufigen Planetengetriebe mit einer Stirnradstufe steht ein Differenzialgetriebe zur Wahl. Beide Getriebe sind relativ kompakt und wandeln die hohe Leistung (Dreh | rlässiger Leistungsverzweigung Die N90/2500 wird mit unterschiedlichen | Getrieben | angeboten. Neben einem zweistufigen Planetengetriebe mit einer Stirnr | Nordex |
Notes:
1 Where to start a query
2Smart Searcht breaks the user's input into individual words and then matches those words in any position and in any order in the table (rather than simple doing a simple string compare)
3Regular Expressions can be used to initialize advanced searches. In the regular expression search you can enter regular expression with various wildcards such as:
- Start of the line ^
- Any character .
- Any character in the range between characters N and P [M-P]
- End of the line 33/li>
- Also you can use operators:
- Character/strings that repeats 0 or more times - operator *
- Character/strings that repeats 1 or more times - operator +
- Character that may but does not need to appear in the sequence - operator ?