Kabel Vom Winde verdreht

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Loop nennt sich der Teil der elektrischen Leitungsverlegung in einer Windkraftanlage, der dafür Sorge trägt, dass sich Gondel samt Rotorblätter in die optimale Stellung drehen können, ohne dabei einen Kabelsalat zu verursachen. Diese Windrichtungsnachführung ist damit auch die am meisten gestresste Stelle in einer solchen Anlage. Helukabel hat für diesen Einsatz strapazierfähige Torsionskabel und -leitungen im Programm.

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Die neue Serie Heluwind WK Powerline ALU Helukabel eignet sich sowohl als Leistungskabel als auch als Torsionskabel.
Die neue Serie Heluwind WK Powerline ALU Helukabel eignet sich sowohl als Leistungskabel als auch als Torsionskabel.
(Bild: Helukabel)

Für den dritten Sonntag im Juni 2013 und damit einem sehr heißen gab das Internationale Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) ein Rekordergebnis bekannt: Der Anteil von Sonne und Wind an der Stromversorgung in Deutschland stieg erstmalig auf 61 %. Im Zeitraum von 14 bis 15 Uhr betrug der bundesweite Strombedarf rund 48.500 MW. Zusammen steuerten Wind- und Solaranlagen 29.600 MW zur Kraftwerksleistung bei, während auf die konventionellen Kraftwerke (Atom, Kohle, Gas, Öl) nur noch eine Leistung von rd. 18.900 MW entfiel. Dieser Wert belegt, welchen enormen Beitrag Erneuerbare Energien zur Stromversorgung leisten können.

Rundum-Sorglos-Pakete

Der Systemanbieter Helukabel bietet individuelle Lösungen für jegliche Anwendungen in Windkraftanlagen (WKA). Das Sortiment umfasst u. a. spezielle Leitungen mit erhöhter Öl- und Hitzebeständigkeit für die Gondel, auf bis zu 18.000 Torsionszyklen getestete tordierbare Leitungen für den Loop und flexible Aluminium- sowie Kupferkabel und Lichtwellenleiter für den Turm. Alle Anforderungen hinsichtlich klimatischer Bedingungen von -55 bis 145 °C und Offshore-Anwendungen sowie Brandprüfungen und internationale Approbationen nach UL, CSA, FT4, CE, VDE und WTTC können dabei erfüllt werden.

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Torsionskabel im Stress

Den wohl extremsten Anforderungen sind die Loop-Kabel der Heluwind-WK-Serie ausgesetzt. Sie verbinden die Leitungen von der Gondel mit denen im Turm. Bei ihnen spielt die Drehbewegung der Gondel eine große Rolle, denn die WKA werden mit der Nabe in die Windrichtung ausgerichtet.

„Dieser Teil der Leistungsverkabelung vom Generator über den frei hängenden Loop bis zur Turm-Innenwand ist richtig Stress für die Leitungen“, sagt Uwe Schenk, Global Segment Manager Wind bei der Helukabel. „Während manche Anbieter eine Empfehlung für den Einsatz von Aluminium für die Torsionsanwendung im Kabel-Loop der WKA aussprechen, entspricht das nicht unserer Erfahrung“, so Schenk.

Über eine geplante Lebensdauer der WKA von etwa 20 Jahren werden den Leitungen in dieser Applikation bis zu 15.000 Torsionszyklen abverlangt. „Auf vermehrte Anfrage haben wir Aluminiumkabel hinsichtlich der Anforderungen in der Windindustrie auf Torsion getestet. Sie haben nicht standgehalten“, resümiert Schenk, selbst bei positiven Testergebnissen, fehlen Langzeit-Erfahrungswerte.

Etwa 10.000 Biegezyklen dreht sich die Gondel zum Turm. Dabei wird ein Zyklus gezählt, wenn sich die Gondel einmal nach den Vorgaben der Sensorik in den effektivsten Stand zum Wind gedreht hat. Maximal dreht sie sich dabei 3,5 Mal nach links beziehungsweise 3,5 Mal nach rechts. So gibt man der Gondel die Möglichkeit einer Mehrfachdrehung, ohne jedes Mal bei Windrichtungswechsel zum Null-Punkt zurückkehren zu müssen.

Kupfer für den Kabel-Loop

Aufgrund der bei diesem Test gewonnenen Erkenntnisse verwendet der Leitungsspezialist dort ausschließlich den wesentlich belastbareren Kupferleiter der Klasse 5 mit einer speziellen Verseilung der einzelnen Litzen. Als Isolationswerkstoff für die Aderisolation und Mantel werden spezielle hochabriebfeste Materialien eingesetzt. „Der Kabelloop ist die Achillesferse einer WKA-Installation. Nach nunmehr über 6500 km installierten Loop-Leitungen kennen wir aber diese heikle Stelle und haben sie seit langer Zeit im Griff“, resümiert der Segmentleiter.

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