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Das mechanische Herz

5-MW-Getriebe für die derzeit weltweit größte betriebene Windenergieanlage
Das mechanische Herz

Die Zukunft der Windkraft liegt für viele Experten auf hoher See. Multi-Megawatt-Anlagen sollen mit einer Nennleistung zwischen drei und fünf MW die auf hoher See konstant wehenden Winde ausnutzen. Was auf See noch Utopie ist, konnte am Land bereits umgesetzt werden.

Die Repower 5M hat Mitte November 2004 ihren Testbetrieb am Onshore-Teststandort Brunsbüttel, Schleswig-Holstein, aufgenommen und seitdem tausende kWh elektrischer Energie in das Stromnetz eingespeist. Maximal läuft die Anlage mit voller Nennleistung von 5000 kW. Die Turbine soll jährlich ca. 17 Mio. kWh produzieren und für rund 4500 Dreipersonen-Haushalte Strom liefern. Der Rotor dreht mit einem Rekord-Durchmesser von 126 m zwischen 7 bis 12 min-1. Der Triebstrang mit doppelt gelagerter Rotorwelle und Rotorarretierung ist mit einem 5-MW-Getriebe der Winergy AG ausgestattet.

Die Winergy AG ist einer der Getriebe-Hauptlieferanten der internationalen Windbranche. Das Unternehmen ist Ende des Jahres 2001 aus dem über Jahrzehnten entwickelten Geschäftsbereich „Windenergie“ der A. Friedr. Flender GmbH, Bocholt, hervorgegangen. Über 20 Jahre hat Flender bzw. Winergy bereits eine große Rolle in der Windindustrie gespielt.
Die entscheidende Neuentwicklung brachte Flender 1988 durch die Einführung von kombinierten Planeten-Stirnradgetrieben für Anlagen mit einer Leistung von 400 kW bis in den Multimegawatt-Bereich auf den Markt. Das neue Konstruktionskonzept zeichnet sich durch kompaktere Bauweise und höhere Leistungsdichte aus. Neben dieser heute etablierten Kombination aus Planeten- und Stirnradstufen führte Flender auch die Schrägverzahnung in Planetenstufen ein.
Neue Größendimensionen
Der neue Antrieb für die Repower 5M stößt mit 5 MW in neue Größendimensionen vor. Die Turbine ist für die zukünftige Offshore-Nutzung der Windenergie konzipiert. Die gewählte Antriebslösung basiert auf einem zweistufigen Planetengetriebe mit einer erhöhten Anzahl von Planeten. Beide Planetenstufen sind „entkoppelt“ konzipiert und verfügen über eine lösbare mechanische Verbindung.
Das 5 MW-Getriebe hat eine Übersetzung von 97, eine Nominal-Drehzahl von ca. 1200 min-1 an der schnell laufenden Welle und eine mechanische Leistung von ca. 5600 kW. Bei einer Länge von etwa 4,1 m, einer Breite von ca. 4,6 m und einer Höhe von rund 3 m wiegt es 63 000 kg.
Zur Abstützung des Drehmoments entwickelte Repower zusammen mit ESM neuartige Pendelstützen, die im Dauerbetrieb hohe Verformungen zulassen. Die Bauteile können kurzzeitig mit Extremkräften größer 3500 kN belastet werden. Zur Zustandsdiagnose innerhalb der Windkraftanlage ist das Getriebe mit einem Condition-Monitoring-System von Winergy ausgestattet. Der von Flender Bocholt geplante und gelieferte elektrische Klemmkasten wird direkt am Getriebe befestigt. Besonders günstig ist das Bedienpanel, der über eine einfache Steckverbindung direkt am Klemmkasten anzuschließen ist.
Zur Drehung des Rotors in eine bestimmte Stellung kann bei abgeschalteter Anlage der angebaute, mechanisch und elektrisch abgesicherte 5 kW-Getriebemotor von Flender Tübingen eingekuppelt und eingesetzt werden. Ist der Rotor richtig positioniert, lässt sich das Getriebe über integrierte Inspektionsöffnungen endoskopieren. In beiden Planetenstufen lassen sich so auch die zentral liegenden Sonnenräder überprüfen.
Für Offshore gerüstet
Das neue Getriebe ist für den Einsatz in Offshore-Anlagen und damit salzhaltiger Umgebungsluft gerüstet: Die beiden Kühler der Ölanlage wurden speziell für diese Anforderung entwickelt. Die am Getriebe austretenden Wellen im Bereich des Lagerdeckels verfügen über einen speziellen Korrosionsschutz. Die Ölanlage sorgt mit zwei getrennten Druckkreisläufen für Normal- und Trudelbetrieb für eine Drückschmierung sämtlicher Getriebekomponenten.
Weitere Informationen
Windgetriebe
KEM 456
Asynchrongeneratoren
KEM 457
Condition Monitoring
KEM 458

Produktbeschreibung Winergy
5 MW Anlage von REpower
Bundesverband Wind-Energie
Wirtschaftsverband Windkraft
Fördergesellschaft Windkraft
Messe Husum-Wind
Messe Windenergy
Marktanalyse 2004 von Övermöhle Consult
VDMA Windenergie
Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

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