Hohe Leistung neuer Windenergieanlagen dank Leichtbau

Kategorie(n): Regenerative Energien | Lebenswegphase(n): Nutzung

Die aktuelle Generation von Windenergieanlagen hat 6 MW Leistung. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik in Kassel forscht zusammen mit Siemens an den 10-Megawatt-Anlagen der nächsten Generation. Ein Hochskalieren der Technik kommt jedoch nicht in Frage, denn bereits die heutige Technik im Maschinenhaus auf der Turmspitze wiegt oft mehr als 100 t. Entsprechend massiv müssen Turm und Fundament sein, Transport und Installation der Windenergieanlagen ist aufwändig und damit teuer. Für preiswerten Windstrom kommen daher bei der 10-MW-Klasse nur getriebelose Anlagen in Betracht. Diese sind bereits heute gängig, für die nun wesentlich höhere Leistung wird aber an Leichtbautechniken geforscht, um 30 Prozent Masse einzusparen. Dadurch wächst der Durchmesser des Generators auf 15 m Durchmesser an.

Zur Leistung und zur Gewichtseinsparung durch kleinere Magnete trägt vor allem der winzige Abstand zwischen dem Rotor mit Permanentmagneten und dem Stator mit den elektrischen Spulen bei. Um diesen Abstand gering zu halten, sind in den Generator Speichen eingearbeitet, die ihn in sich stabilisieren. Die leichte Konstruktion ist jedoch schwingungsanfällig, so dass eine Windböe den drehenden und den statischen Teil des Generators gegeneinander kippen lassen könnte. Darum wird der Generator erstmals elektronisch geregelt: eingeteilt in zwölf gleichgroße Segmente, lassen sich Vibrationen ausregeln oder Vibrationsdämpfungen realisieren. Da auch die Stromumrichter zwölffach ausgelegt sind, ließe sich durch gezielte Abschaltungen bei schwachem Wind der Wirkungsgrad der gesamten Maschine erhöhen, weil die verbleibenden, aktiven Umrichter die Energie effizienter umwandeln.


Quelle(n):

Deutschlandfunk

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