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Siemens mit energieeffizienten Stromversorgungslösungen auf der Hannover Messe

04.04.2011
Energieeffiziente und umweltfreundliche Lösungen für die Stromerzeugung, -übertragung und -verteilung standen im Vordergrund des diesjährigen Ausstellungsspektrums von Siemens Energy.

Zu den Highlights zählten eine getriebelose 2,3-MW-Windturbine für niedrige Windgeschwindigkeiten, Lösungen für die Netzanbindung von Offshore-Windparks mit Hochspannungs-Gleichstromübertragungstechnik (HGÜ) sowie eine Ladesäule, die Elektrofahrzeuge binnen einer Stunde laden kann.

Weitere Ausstellungsschwerpunkte waren gasisolierte Schaltanlagen der neuesten Generation und ein Prototyp eines 72,5-kV-Leistungsschalters mit einer Vakuumschaltröhre als Schaltelement.

Für niedrige bis mittlere Windgeschwindigkeiten hat Siemens Energy die neue getriebelose Windenergieanlage entwickelt, die das Unternehmen in Hannover zeigte. Kernelement der Windturbine SWT-2.3-113 ist ein neuartiges Antriebskonzept mit kompaktem Permanentmagnetgenerator. Der Generator ist einfach und stabil gebaut, weil er weder elektrischen Strom für die Erregung noch für die dazugehörige Regeltechnik braucht und ohne Schleifringe auskommt. Dies führt sogar bei schwacher Last zu einer hohen Effizienz.

Damit ist die neue Maschine mit einer Leistung von 2,3 Megawatt (MW) und einem Rotordurchmesser von 113 Metern bestens geeignet, an Standorten mit niedrigen bis mittleren Windgeschwindigkeiten eingesetzt zu werden. Die Windturbine ist mit dem neuen B55-Quantum-Blade-Rotorblatt von Siemens ausgestattet. Das neue Design des Rotorblattes ermöglicht der Turbine eine erhöhte Windausbeute und eine Optimierung der Gesamtanlage. Ein Prototyp der neuen Siemens-Windturbine wurde Anfang März in den Niederlanden installiert.

Die Ladesäule Charge CP700A kann Elektrofahrzeuge mit gängiger Batteriekapazität binnen einer Stunde laden. Gegenüber der vorherigen Serie wurde die Ladeleistung auf 22 Kilowatt (kW) verdoppelt, womit sich die Ladezeit von zwei Stunden auf eine Stunde halbiert. In der schnellsten Betriebsart wird das Fahrzeug dreiphasig mit Wechselspannung geladen, wobei ein Strom von 32 Ampere (A) fließt. Auch das Laden mit 20 A ist sowohl im Ein- als auch im Dreiphasenbetrieb möglich. Die Säule kommuniziert mit dem Fahrzeug über das Ladekabel, um zu ermitteln, ob das Elektroauto das Aufladen mit dem maximalen Ladestrom (32 A) oder nur mit einem reduzierten Ladestrom (20 A) unterstützt.

Dabei wird der genormte Stecker des Typs 2 nach IEC 62196-2 verwendet. Via Ethernet oder einem integrierbaren GSM/GPRS-Modem kann die Ladesäule an eine Leitwarte angebunden werden, sie ist also bereits für Fernüberwachung und -wartung vorbereitet. Da das Ladeverhalten der Säule ferngesteuert werden kann, ist auch der Einsatz in einem Smart Grid möglich.

Anhand der Netzanbindung des Offshore-Windparks DanTysk, der zum geplanten Windpark-Custer SylWin in der Nordsee gehört, zeigte Siemens, wie effizient sich derartige Windparks mit Hilfe von Offshore-Umspannplattformen ans Netz bringen lassen. Dan Tysk wird westlich von der Insel Sylt gebaut und mit seinen 80 Siemens-Windenergieanlagen eine Gesamtleistung von 288 MW haben. Für die energieeffiziente Übertragung der von den Windparks des Clusters erzeugten elektrischen Leistung ans Festland wird das Siemens-HGÜ-System HVDC Plus auf einer Offshore-Umspannplattform installiert, ebenso die Transformatoren und die gasisolierten Hochspannungs-schaltanlagen. Die Plattformen mit der Bezeichnung Siemens WIPOS (Wind-Power-Offshore-Schaltanlage) sind als schwimmende, sich selbst aufrichtende Konstruktionen ausgeführt, die von Hochseeschleppern zu ihrem Ziel auf dem offenen Meer gezogen werden. Auf der Plattform, die später direkt am Windpark in der Nordsee stehen wird, wird der von den Windturbinen erzeugte Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt und auf eine Übertragungsgleichspannung von 320 Kilovolt (kV) gebracht. Danach fließt der Strom verlustarm zum Netzeinspeisepunkt an der Küste, wo er zur weiteren Übertragung und Verteilung in einer Stromrichter- und Umspannstation wieder von Gleich- in Wechselstrom umgewandelt wird.

Zudem stellte Siemens eine neue Generation luftisolierter Mittelspannungsschaltanlagen NXAIR aus. Dazu haben die Experten die bestehende Schaltanlagenreihe konstruktiv überarbeitet, mit dem Ansatz, ein Plattformkonzept für den weltweiten Einsatz zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Das Ergebnis ist eine fabrikfertige, typgeprüfte Schaltanlage entsprechend IEC 62271-200 mit Störlichtbogenqualifikation IAC A FLR, gemäß Betriebsverfügbarkeits-Kategorie LSC 2B und Schottungsklasse PM (Metallschottung). Die Schaltanlage deckt den Leistungsbereich ≤ 17,5 kV Nennspannung, ≤ 40 kA Nennkurzschlussstrom und ≤ 4000 A Nennstrom ab. Aufgrund ihres Platt-formkonzeptes können die NXAIR-Schaltanlagen in Siemens-Werken in Afrika und Asien ebenso gefertigt werden wie in amerikanischen und europäischen Werken und sind daher weltweit verfügbar.

Zu den neu entwickelten Hochspannungsschaltanlagen, die Siemens in Hannover zeigte, gehörte eine neue Variante aus der Reihe gasisolierter Hochspannungsschaltanlagen 8DQ1. Bei dieser Anlage handelt es sich um eine besonders kompakte Version mit einer Nennspannung von 420 kV, einem Nennkurzschlussstrom von bis zu 63 kA und einem Nennstrom von bis zu 4000 A. Die Schaltanlage arbeitet mit einem einfach unterbrechenden Leistungsschalter mit einer Unterbrechungszeit von kleiner als zwei Perioden. Durch ihre Kompaktheit eignet sich die Neuentwicklung für die Aufstellung an Orten, an denen der Platz für eine herkömmliche gasisolierte Hochspan-nungsschaltanlage mit diesen Leistungsdaten nicht ausreichen würde – ein Vorzug, der besonders bei Netzerweiterungen im städtischen Bereich zum Tragen kommen wird.

Mit einer Prototypversion eines Vakuumleistungsschalters für 72,5 kV und einer Design-Studie einer Vakuumschaltröhre für 145 kV demonstrierte Siemens auf der Hannover Messe, dass die Vakuumleistungsschaltertechnik nicht bei 52 kV haltmachen muss, sondern auch für den Einsatz in Hochspannungsnetzen technisch möglich ist. Mit 40 Jahren Erfahrung in der Produktion von Mittelspannungs-Vakuumschaltröhren und mit mehr als drei Millionen gelieferten Geräten führt Siemens die bewährte Technik jetzt in die Hochspannungsebene ein. Die Vakuumleistungsschalterbaureihe wird die gleichen Qualitätsstandards erfüllen wie die gasisolierten Siemens-Hochspannungsleistungsschalter und ebenso in modularer Bauweise gefertigt. Der Prototyp des 72,5-kV-Vakuumschalters wurde in einer kompletten Reihe von Typprüfungen gemäß aktueller IEC 62271-100 geprüft. Einige Leistungsschalter dieser Prototyp-Serie sind versuchs- und studienweise bereits in europäischen Stromnetzen installiert. Nach erfolgreichem Abschluss der Praxisstudien sollen die Schalter in den Markt eingeführt werden.

Der Siemens-Sektor Energy ist der weltweit führende Anbieter des kompletten Spektrums an Produkten, Dienstleistun¬gen und Lösungen für die Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung sowie für die Gewinnung, die Umwandlung und den Transport von Öl und Gas. Im Geschäftsjahr 2010 (30. September) erwirtschaftete der Sektor Energy einen Umsatz von rund 25,5 Mrd. EUR und erhielt Aufträge in einem Umfang von über 30,1 Mrd. EUR. Das Ergebnis betrug über 3,3 Mrd. EUR. Im Sektor Energy arbeiteten zum 30. September 2010 über 88.000 Mitarbeiter. Weitere Informatio¬nen unter: www.siemens.de/energy.

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