Windenergie Kompakter Windkraftgenerator ohne Seltene Erden

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Mit dem Konzept Winergy Genera bringt Flender einen neuen Generator für Windkraftanlagen auf den Markt. Das Design verzichtet komplett auf Seltene Erden, ist 25 Prozent kürzer und steigert die Leistungsdichte auf bis zu 700 W/kg.

Windkraftanlagen werden – sowohl an Land als auch auf See – immer leistungsstärker und größer. Damit steigen auch die Anforderungen an den gesamten Antriebsstrang sowie die logistischen Herausforderungen. Mit „Winergy Genera“ hat der Antriebsspezialist Flender nun ein validiertes Generator-Designkonzept vorgestellt, das sich durch hohe Kompaktheit und Unabhängigkeit von kritischen Rohstoffen auszeichnet.

Winergy Genera zeigt, dass hohe Leistung und Kosteneffizienz kein Widerspruch sind.

Jörg Sieber, Vice President Wind Generators im Windsegment von Flender

Ressourcenschonendes Design: Keine Seltenen Erden

Technologisch basiert der neue Generator auf dem Prinzip des doppelt gespeisten Asynchrongenerators (DFIG). Besonders bemerkenswert für die Konstruktion von Anlagen der 10-Megawatt-Klasse und darüber hinaus: Während alternative Generatorkonzepte in dieser Größenordnung in der Regel auf Permanentmagnete mit Seltenen Erden angewiesen sind, kommt der Genera komplett ohne diese aus. Das eliminiert Preisschwankungen und Versorgungsrisiken aus der Lieferkette der Turbinenhersteller.

Darüber hinaus bietet das Konzept Flexibilität bei der Materialwahl für die Wicklungen. Je nach Projektanforderung und Rohstoffverfügbarkeit können diese entweder aus Kupfer oder aus Aluminium spezifiziert werden. Da Experten bei Kupfer in den kommenden Jahren mit weltweiten Versorgungsengpässen rechnen, gewinnen Konstruktionsalternativen aus Aluminium an strategischer Bedeutung.

„Winergy Genera zeigt, dass hohe Leistung und Kosteneffizienz kein Widerspruch sind“, sagt Jörg Sieber, Vice President Wind Generators im Windsegment von Flender. Und weiter: „Wir steigern die Leistungsdichte, reduzieren den Geräuschpegel und senken den Materialverbrauch – in einer einzigen Lösung. Das hilft unseren Kunden, die Gesamtwirtschaftlichkeit ihrer Windprojekte zu verbessern.“

Elektromobilität

Luftgekühlter E-Antrieb kommt ohne Seltene Erden aus

Weniger Bauraum, mehr Leistungsdichte

Trotz des Verzichts auf Permanentmagnete erreicht das Design eine Leistungsdichte von bis zu 700 W/kg, was einer Steigerung von zehn Prozent gegenüber der Vorgängergeneration entspricht. Für den Maschinenbau bedeutet dies einen massiven Bauraumgewinn: Die Generatorlänge konnte um 25 Prozent reduziert werden. Dadurch passen selbst Generatoren für Leistungsklassen über 10 MW problemlos in die Gondel und können weiterhin mit Standard-Lkw und in regulären Containern transportiert werden.

Zusätzlich optimiert das Design den Wirkungsgrad und das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness). Da die Konstruktion keine externen Lüfter benötigt, wird kein Hilfsstrom für die Kühlung verbraucht, was die Energieausbeute der Anlage erhöht. Gleichzeitig sanken die Geräuschemissionen um 6 dB(A).

Gemeinsam mit unseren Kunden konfigurieren wir die für jedes Projekt optimale Lösung, anstatt einen Einheitsansatz zu verfolgen.

Tommy Rahbek Nielsen, President von Winergy

Systemintegration und Zustandsüberwachung

Flender hat den Generator nicht als isolierte Komponente, sondern als Teil eines optimierten Antriebsstrangs konzipiert. Er entfaltet sein volles technisches Potenzial im Zusammenspiel mit dem Winergy Revo-Getriebesystem, das eine Drehmomentdichte von 300 Nm/kg aufweist.

Doch nicht jedes Projekt erfordert das gesamte Technologiepaket. „Gemeinsam mit unseren Kunden konfigurieren wir die für jedes Projekt optimale Lösung, anstatt einen Einheitsansatz zu verfolgen“, erklärt Tommy Rahbek Nielsen, President von Winergy. Von der Wahl des Wicklungsmaterials bis hin zu Geräusch- und Logistikvorgaben bietet Genera Konfigurationsmöglichkeiten unter Beibehaltung einheitlicher Standards für die Zuverlässigkeit.

Jedes Kilogramm eingespartes Material und jeder gewonnene Effizienzpunkt machen Windenergie wettbewerbsfähiger – und die Wettbewerbsfähigkeit bestimmt, wie schnell die Branche ausbauen kann.

Andreas Evertz, CEO der Flender-Gruppe

Überwachung über den gesamten Lebenszyklus hinweg

Um eine hohe Verfügbarkeit sicherzustellen, ist der neue Generator direkt in das Digitalisierungsangebot „AIQ“ von Flender integriert. Mittels „AIQ Orbit“ und bis zu acht Schwingungssensoren inklusive integrierter Drehzahlüberwachung lässt sich der Zustand des kompletten Antriebsstrangs – vom Hauptlager über das Getriebe bis zum Generator – lückenlos überwachen. Die Daten fließen in ein Webportal und werden dort in konkrete Wartungsempfehlungen übersetzt. Dies soll ungeplante Ausfallzeiten und Wartungskosten reduzieren und eine hohe Verfügbarkeit der Turbinen gewährleisten.

„Die Windenergie ist zu einer zentralen Säule einer sicheren Energieversorgung in Europa geworden“, sagte Andreas Evertz, CEO der Flender-Gruppe. „Jedes Kilogramm eingespartes Material und jeder gewonnene Effizienzpunkt machen Windenergie wettbewerbsfähiger – und die Wettbewerbsfähigkeit bestimmt, wie schnell die Branche ausbauen kann. Genera und Revo sind unser Beitrag dazu.“

Windenergie

Rekord: Turbinenantrieb mit 300 Nm/kg Drehmomentdichte