Kompaktere Generatoren für Offshore-Windparks

Offshore-Windparks sind auf dem Vormarsch, doch die mit einer Turbine erzielbare Leistung ist begrenzt. Etwa fünf Megawatt (MW) sind derzeit möglich, so Holger Raffel vom Bremer Centrum für Mechatronik (BCM) der Universität Bremen. „Um neue Leistungsgrößen zu ermöglichen, braucht man auch neue Maschinenkonzepte“, betont der Experte im Gespräch mit pressetext.

Ein derartiges Konzept will das von Raffel koordinierte Verbundprojekt Wingy-Pro innerhalb der nächsten vier Jahre perfektionieren. Der Synchrongenerator mit transversaler Flussführung verspricht als kompaktes Leichtgewicht Einsparungen beim Turmbau und stellt einen geringen Wartungsaufwand in Aussicht. Ziel ist es laut Raffel, die Leistungsgrenze für eine Einzelturbine auf etwa zehn MW zu treiben. Das wäre etwa das Vierfache einer Turbine im derzeit größten Offshore-Windpark der Welt (pressetext berichtete: http://www.pressetext.com/news/090917033/).

Kompaktes Leichtgewicht

Ein Vorteil des Bremer Konzepts ist, dass der Generator ohne Getriebe auskommt. „Wir haben eine langsam drehende Maschine, die direkt an den Rotor gekoppelt wird“, erklärt Raffel. Da bei klassischen Windanlagen das Getriebe in der Regel das fehleranfälligste Element der Gesamtkonstruktion ist, verspricht das einen deutlich reduzierten Wartungsaufwand – was gerade Offshore einen merklich günstigeren Betrieb verspricht.

Doch auch die Konstruktion von Anlagen wird billiger. Denn Generatorgewicht und Volumen sollen bei gleicher Leistung um bis zu zwei Drittel geringer ausfallen als bei derzeit gebräuchlichen Maschinen. Zwar sei laut Raffel je nach Vergleichsgenerator nur in jeweils einem Parameter ein derart großer Sprung zu erwarten. Jedenfalls aber stehen merkliche Materialersparnisse bei Kupfer, Dynamoblech sowie insbesondere der Stahlkonstruktion des Turms und seines Fundaments in Aussicht.

Spar-Materialfrage

Das genaue Einsparungspotenzial, das sich durch den neuen Generatortyp ergibt, ist allerdings noch nicht klar. „Die Frage ist, welche Materialien wir für die Magnete und Einzelteile benötigen werden“, sagt Raffel. Denn die Generatoren sollen in der Offshore-Anwendung auch langfristig der feuchten, salzhaltigen Luft und relativ großen Temperaturschwankungen standhalten. Daher wird sich erst im Projektverlauf genauer quantifizieren lassen, wie viel billiger Windstrom letztendlich werden kann.

Europaprojekt

Neben dem Bremer Sondermaschinenbauer Lloyd Dynamowerke sind an Wingy-Pro eine Reihe weiterer Partner beteiligt. Dazu zählt auch das rumänische Technologieberatungsunternehmen TRITECC. Somit sollen neue Investoren gefunden und der Technologietransfer auch zu osteuropäischen Herstellern und Betreibern von Windenergieanlagen erleichtert werden. Die Europäische Kommission fördert das Projekt mit knapp 2,5 Mio. Euro.