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Sparen im Aufwind

Komplettlösungen aus Drehgeber und Überwachungseinheit in Windenergieanlagen
Sparen im Aufwind

Strom soll in Deutschland bezahlbar bleiben. Ein Forderung, die im Rahmen der beschlossenen Energiewende zu Petitionen, Zukunftspapieren, Expertenrunden um Einspeisevergütungen geführt hat, und – für Windenergieanlagen- Hersteller – ganz konkret zur Notwendigkeit, die Entstehungskosten ihrer Anlagen bis zur letzten Schweißnaht kritisch unter die Lupe zu nehmen.

Exklusiv in KEM Der Autor ist Filippo Zerbo, Teamleiter Marketing/Kommunikation, Kübler Group, Villingen-Schwenningen

Im Bereich der erneuerbaren Energien ist in den vergangenen Jahren kein Sektor so stark gewachsen wie die Windkraft – trotz des Preisdrucks der Wachstumstreiber China und Indien und trotz der Sättigungstendenzen mancher westlicher Märkte. Und erfreulicherweise haben viele deutsche Hersteller innerhalb der schwierigen Marktbedingungen immer noch Rückenwind: Sie haben also offensichtlich einige Zeichen der Zeit richtig erkannt. In Deutschland werden effiziente und leistungsstarke Anlagen für den Export entwickelt und gebaut, und dies nicht zuletzt, weil der Hochpreisstandort mit effektiven Kostensenkungsmaßnahmen in der Herstellung glänzen konnte.
Funktionieren oder Stillstand – Drehgeber können entscheiden
Kostensenkung innerhalb der Anlagenherstellung betrifft alle Bereiche. Da bleibt zwischen Fundament und Rotor keine Stellschraube ungeprüft. Eine Entwicklung, die die Sensorik der Anlage nicht ausspart, bis zu den Drehgebern, die die Positionierung direkt am Flügel übernehmen und die Drehzahlen der Generatoren zuverlässig messen.
Drehgeber stellen mit unter einem Prozent der Anlagenkosten zwar einen vergleichsweise geringen Anteil der Entstehungskosten dar, aber auch die Stellen hinter dem Komma zählen. Und dies erst recht, wenn der vorausschauende Anlagenplaner darüber hinaus kalkuliert: Im ungünstigen Fall kann ein kleiner Sensor im Zuge der Wartung und Instandhaltung der Anlage zum großen Unbekannten der Kostenrechnung werden. Drehgeber, so klein sie auch sind, entscheiden im Zweifelsfall über das reibungslose Funktionieren oder Stillstand. Beim Sparen zählt also, wie in allen Konzeptionsbereichen, das Augenmaß. Kosten senken: ja, aber niemals zu Lasten der Lebensdauer und Qualität.
Kostentreiber Nr. 1: Zuviel des Guten
Aus genau diesen Überlegungen hat Kübler den Drehgeber Sendix F58 den Windanlagenbauern sozusagen auf den Leib entwickelt. Der F58 ist unter der Maßgabe „lean“ kostenoptimiert worden. Lean Design bedeutet bei Kübler eine Verschlankung im Hinblick auf den Einsatz und die Anforderungen; jedoch niemals einen Kompromiss bezüglich der Funktionalität. In einem Prozess, der auf gleichbleibende Qualität ausgelegt ist, ist der F58-Drehgeber demnach in das besonders robuste 58er Sendix-Gehäuse gepackt worden; denn um die verblockten Sendix-Lager und das stabile Druckgussgehäuse führte bei aller Kostensensibilität kein Weg herum – das wäre Sparen an der falschen Stelle gewesen.
Kostentreiber Nr. 2: Extraservice
Bezüglich der Technologie entschied sich das Kübler-Design-Team für die patentierte volloptische Intelligent-Scan-Technologie. Diese bedient speziell robuste Anwendungen mit extremen Lagerlasten, hat aber trotzdem einen – für Windanlagenhersteller – entscheidenden Kostenvorteil: Die Abtastung arbeitet berührungslos und somit verschleißfrei. Bedenkt man, dass Wartungs- und Instandhaltungskosten für eine Windkraftanlage über einen Betriebszeitraum von 20 Jahren noch einmal rund die Hälfte der Gesamtkosten ausmachen, dann ist schnell klar, dass dieser Vorteil sich in kurzer Zeit rechnet. Service ist teuer; allemal in luftiger Höhe. Berücksichtigt man, dass zwei Monteure schon einen halben Tag allein dafür benötigen, um in die Anlage hinein zu kommen, wird das Ausmaß der Kosten dieser Spezialwartung schnell ersichtlich.
Kostentreiber Nr. 3: Das Rad neu erfinden
Auch Windanlagenhersteller denken heute sicher. Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG hinterlässt ihre Spuren, sei es bei der Nachrüstung, Aufrüstung oder Neukonzeption. Hier bietet Kübler Erfahrung und ein ausgereiftes Portfolio an sicheren Inkremental- und Absolut-Drehgebern. Im Zusammenspiel mit den neuen Sicherheitsmodulen Safety M lassen sich einfach und flexibel komplette Sicherheitslösungen realisieren, die Geschwindigkeit und Positionen entsprechend der neuen Richtlinien überwachen.
Die optimale Abstimmung zwischen Safety-M-Modulen und Sendix-SIL-Drehgebern ist erprobt und erleichtert damit die Zertifizierung der Gesamtanlage. Anstelle von drei unabhängigen Komponenten – der Betriebssteuerung, der Sicherheitssteuerung und dem Drehzahlwächter – genügt nun die Sicherheitssteuerung Safety M mit Drehgebereingängen und Digitaleingängen für alle sicherheitsrelevanten Funktionen in einem Gerät. Pro Funktionalität reicht in dieser Komplettlösung die Verwendung eines Sendix-Drehgebers anstelle der redundanten Umsetzung mit zwei Drehgebern. Aus einer sicheren Gesamtsteuerung wurde mithilfe des Sicherheitsmoduls Safety M eine sicherere Kompaktsteuerung, die auf viele Komponenten verzichten kann und damit ein wichtiger Faktor bei der Senkung der Kosten ist.
Keine Angst vor Sicherheit
Ein Argument gegen Sicherheitssteuerungen, das im Gespräch mit WEA-Herstellern in regelmäßigen Abständen auftaucht, lautet, dass Sicherheitstechnik unter dem Strich einen negativen Einfluss auf die Verfügbarkeit der Anlage habe. Hier schlagen sich Berührungsängste gegenüber umfangreicher Reglementierung und Neuerungen nieder, denn die Sorgen sind unbegründet. Die ureigene Aufgabe der Sicherheitstechnik ist es, den unsicheren Fall zu überwachen und Mensch wie auch Maschine zu schützen. Schaltet die Sicherheitssteuerung zu häufig, dann stimmen die Konfiguration oder die Sicherheitslevels nicht. Dann hakt es im System. Einen schnellen Zugang zur passenden Sicherheitslösung mit stimmiger Konfiguration für den speziellen Einsatzbereich bietet die individuelle Komplettlösung Safety M. Die Module sind einfach erweiterbar und lassen sich bequem in jede Standard-Steuerungsumgebung integrieren – und schließen damit ein zu häufiges Schalten der Steuerung aus.
Die sichere Komplettlösung: Zusammenspiel garantiert
Auch die Angst, dass Sicherheitstechnik zusätzliche Kosten für die Anlage generiert, erweist sich dank der Kübler-Lösung aus Sicherheitsmodul und Drehgeber als falsch. Ganz im Gegenteil lassen sich – richtig eingesetzt – durch Sicherheitstechnik sowohl redundante Drehgeber wie auch redundante Auswertungen vermeiden und damit die Kosten sogar senken.
Denn bei einer sicherheitstechnischen Ausstattung kommt es nicht nur auf die einzelnen Komponenten an, sondern vor allem auf deren Zusammenspiel: Die optimale Abstimmung zwischen Safety-M-Modulen und Sendix-SIL-Drehgebern ist erprobt und garantiert: Der Anwender braucht weder Datenblätter zu wälzen noch aufwendige Testberichte zu studieren, um sicher zu sein, dass die von ihm ausgewählten Komponenten auch tatsächlich reibungslos miteinander funktionieren.
Drehgeber und Überwachungseinheit im Set vom gleichen Hersteller zu beziehen, garantiert die optimale Ausrichtung der Komponenten aufeinander. Damit steht auch der einfachen Implementierung nichts im Wege – und es bleibt viel Potenzial für Einsparungen. Ein Potenzial, das sich – zum Glück – meist nicht vollständig in Zahlen messen lassen muss, denn natürlich liegen auch in der zusätzlichen Personensicherheit – wenngleich schwer kalkulierbare – Kostenvorteile. Klar beziffern lassen sich allerdings die Einsparungen, die eine Komplettlösung in punkto Projektierung, Konstruktion, Dokumentation, Einkauf, Montage und nicht zuletzt durch die vereinfachte Zertifizierung der WEA bei TÜV und GL mit sich bringt.
Halle 9, Stand E67 Kübler, Tel.: 07720 3903-0, E-Mail: info@kuebler.com
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