Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supraleitender Generator „EcoSwing“ bewährt sich auf dem Prüfstand

29.05.2018

Kompakte Bauform, geringe Turmkopfmasse und gute Transportierbarkeit: Der hochtemperatursupraleitende Generator, der im Forschungsprojekt EcoSwing entwickelt wurde, soll einmal in Multimegawattanlagen der nächsten Generation zum Einsatz kommen. Die praktische Eignung des Konzepts wird im Rahmen einer Testkampagne auf dem Gondelprüfstand des Fraunhofer IWES sowie anschließendem Testbetrieb auf einer zweiblättrigen Anlage in Dänemark überprüft. Die Reifeprüfung auf dem Teststand können die Experten des Fraunhofer IWES dem Konzept bereits bescheinigen: die Funktionalität des Gesamtsystems hat unter realistischen Belastungen von Rotor- und Netzseite überzeugt.

Weniger ist manchmal mehr: 40 Prozent weniger Gewicht und kleinere Abmessungen als bei einem vergleichbaren permanentmagneterregten Synchrongenerator – möglich werden diese Eigenschaften erst durch eine Supraleitung, denn bei gleicher Leistungsdichte im Vergleich zu handelsüblichen Generatoren ist dafür nur ein Bruchteil des magnetisch aktiven Materials erforderlich.


Unter dem Turmadapter (rechts unten) ist die Kühlung für den hochtemperatursupralei-tenden Prüfling angebracht.

Fraunhofer IWES, Jan Meier


Der kompakte Generator wird an der Stewart-Plattform angedockt, um die Lasten der Rotorseite dynamisch einzuleiten.

Fraunhofer IWES, Jan Meier

Da der elektrische Widerstand bei dieser Technologie nahezu null ist, kann der Leiterquerschnitt drastisch reduziert werden. Eine vielversprechende Alternative für die Entwicklung zukünftiger Anlagengenerationen.

"In dem ambitionierten Projekt EcoSwing haben wir als weltweit erste die Anwendung supraleitender Technologie auf ein neues Level gebracht. Testen unter realistischen Bedingungen ist entscheidend dafür, Unsicherheiten zu verringern. Das DyNaLab ermöglicht es, unter definierten Versuchsbedingungen verlässliche Ergebnisse zu erzielen“, sagt Jesper Hansen, Senior Project Manager bei Envision Energy.

Der „EcoSwing“-Rotor besteht aus zwei durch eine Vakuumkammer thermisch entkoppelten Teilen. Der Teil, der für die Lagerung und den mechanischen Anschluss des Generatorrotors zuständig ist, wird bei Umgebungstemperaturen betrieben; der elektrische Teil des Generatorrotors ist für den Betrieb bei kryogenen Temperaturen ausgelegt.

Daraus ergaben sich für den Prüfstandstest besondere Anforderungen: Der Generator musste über eine Gaskühlung mit geschlossenem Kreislauf auf 30 K (rund -240 Grad Celsius) heruntergekühlt werden. Die Integration solch eines Kühlsystems wurde im Fraunhofer IWES zum ersten Mal umgesetzt. Sie hat sich als sehr verlässlich erwiesen.

Im Rahmen des Projektes „EcoSwing“ hat das Fraunhofer IWES die mechanischen Adaptionen zur Anbindung an den Prüfstand konstruiert und dabei ein hochgenaues Messsystem zur Erfassung der enormen Drehmomente entwickelt und integriert:

„Bedingt durch das spezielle Triebstrangkonzept wird der Generator im Anlagenbetrieb nahezu keine parasitären Lasten erfahren – diese Situation musste auch beim Prüfstandstest sichergestellt werden. Um dies zu erreichen, wurde der Generator hochpräzise ausgerichtet und montiert“, erklärt Dipl.-Ing. Hans Kyling, IWES-Testleiter im Projekt, die besondere Herausforderung.

Gleichzeitig war eine weitere Voraussetzung grundlegend: der Generator musste so eingespannt werden, dass er bei Nennlast eine Ausweichbewegung vollführen konnte. Die spezifische Adaption verhinderte dabei, dass Zwangskräfte auf den Prüfling einwirken und die Testdaten beeinflussen konnten.

Die Testergebnisse sprechen für eine gelungene Validierung und hohe Funktionalität des Systems. Mit Spannung wird von den Projektpartnern nun die Feldkampagne an einer 3,6 MW Testanlage von Envision in Dänemark erwartet. Dorthin gelangt der Generator, der lediglich einen Durchschnitt von 4 Metern hat, per Schiff.

Das Projekt läuft noch bis Ende Februar 2019. Der nächste Schritt - hin zum kommerziellen Einsatz – wird von den Projektpartnern bereits geplant.

Infokasten:
Envision, Theva, Delta Energy Systems, Eco5, Jeumont Electric, University of Twente, DNV GL
Förderung: EU Horizon2020; Förderbescheid 656024
Projektlaufzeit: 01.03.2015 - 28.02.2019

Weitere Informationen:

https://www.iwes.fraunhofer.de/

Beata Cece | Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Präziser Blick ins Innerste von Transistoren hilft Energie sparen
10.01.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Edle Metalle aus Elektronikschrott
09.01.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Im Focus: Roter Riesenvollmond in den Morgenstunden des 21. Januar

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Frühaufsteher sind diesmal im Vorteil: Wer am Morgen des 21. Januar 2019 vor 6:45 Uhr einen Blick an den Himmel wirft, kann eine totale Mondfinsternis bestaunen. Dann leuchtet der sonst so strahlende Vollmond zwischen den Sternbildern Zwillingen und Krebs glutrot.

Um das Finsternis-Spektakel in seiner gesamten Länge zu verfolgen, muss man allerdings sehr früh aus dem Bett: Kurz nach 4:30 Uhr beginnt der Mond sich langsam...

Im Focus: Atomarer Mechanismus der Supraschmierung aufgeklärt

Das Phänomen der sogenannten Supraschmierung ist bekannt, es war jedoch auf atomarer Ebene bislang nicht zu erklären: Wie entsteht die extrem niedrige Reibung beispielsweise in Lagern? Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Institute IWM und IWS entschlüsselten gemeinsam einen universellen Mechanismus der Supraschmierung bei bestimmten diamantähnlichen Kohlenstoffschichten in Verbindung mit organischen Schmierstoffen. Auf dieser Wissensbasis ist es nun möglich, Designregeln für supraschmierende Schicht-Schmierstoff-Kombinationen zu formulieren. Die Ergebnisse präsentiert ein Artikel der Zeitschrift Nature Communications, Ausgabe 10.

Eine der wichtigsten Grundvoraussetzungen für nachhaltige und umweltfreundliche Mobilität ist, Reibung zu minimieren. Diesem wichtigen Vorhaben widmen sich...

Im Focus: Elucidating the Atomic Mechanism of Superlubricity

The phenomenon of so-called superlubricity is known, but so far the explanation at the atomic level has been missing: for example, how does extremely low friction occur in bearings? Researchers from the Fraunhofer Institutes IWM and IWS jointly deciphered a universal mechanism of superlubricity for certain diamond-like carbon layers in combination with organic lubricants. Based on this knowledge, it is now possible to formulate design rules for supra lubricating layer-lubricant combinations. The results are presented in an article in Nature Communications, volume 10.

One of the most important prerequisites for sustainable and environmentally friendly mobility is minimizing friction. Research and industry have been dedicated...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung zu Antibiotikaresistenzen

15.01.2019 | Veranstaltungen

Lasersymposium Elektromobilität in Aachen

11.01.2019 | Veranstaltungen

Die Rolle des Menschen in der digitalisierten Arbeitswelt

10.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Multiple Sklerose: Hilfe zur zellulären Selbsthilfe

15.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Tagung zu Antibiotikaresistenzen

15.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

15.01.2019 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics