Europäisches LIGHTWIND schließt erste Testrunde des Antriebsstrangs für Windkraftanlagen über 15 MW ab

de.wedoany.com-Bericht: Am 14. September gab das europäische LIGHTWIND-Projekt den Abschluss der ersten Testrunde eines neuartigen modularen Windkraft-Antriebsstrangs bekannt. Das System wird für Offshore-Windkraftanlagen über 15 MW entwickelt und verwendet die modulare OptiGen-Antriebsstrangarchitektur, bei der ein Rad-Schienen-Stützsystem nahe dem Generatorluftspalt traditionelle große Hauptlager ersetzt. Ziel ist es, das Gewicht des Antriebssystems großer Windkraftanlagen zu reduzieren und die Offshore-Wartung zu vereinfachen.

Am LIGHTWIND-Projekt sind acht europäische Institutionen und Unternehmen beteiligt, darunter TNO aus den Niederlanden, Fraunhofer IWES aus Deutschland, DIS/CREADIS aus Dänemark, HCMR aus Griechenland, MarinRes aus Norwegen sowie Euro-Funding, X1 Wind und OptiGen aus Spanien. Das Projekt konzentriert sich auf die Lösung des Problems, dass mit der Entwicklung von Offshore-Windkraftanlagen hin zu Größen über 15 MW die Abmessungen der Gondelstruktur, das Gewicht der Komponenten, die Lasten und die Wartungskosten kontinuierlich steigen.

Die erste Testrunde basierte auf der Referenzwindkraftanlage IEA Wind 15MW. Das Projektteam identifizierte zunächst die kritischen Komponenten im Antriebsstrang, die am stärksten von Ermüdungslasten betroffen sind, und analysierte die Lasten, Kontaktbedingungen und Materialeignung des Rad-Schienen-Systems unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Anschließend errichtete das Team einen speziellen Prüfstand, um durch beschleunigte Belastung äquivalente Betriebsbedingungen zu simulieren und die Dauerhaftigkeit der Rad-Schienen-Struktur zu validieren.

Die Testeinrichtung von Fraunhofer IWES in Hamburg nutzte zudem die von IDOM entwickelte Beat 1.1 Sechs-Freiheitsgrade-Testplattform, um die mechanische Reaktion des Antriebssystems unter komplexen dynamischen Lasten zu testen. Die Projektbeteiligten gaben an, dass die Ergebnisse der ersten Runde insgesamt positiv seien; derzeit werden auf Basis der Testdaten Anpassungen an Struktur und Komponenten vorgenommen, bevor die zweite Validierungsphase beginnt.

Das modulare Design von LIGHTWIND ist zudem auf die Wartungsprobleme großer Offshore-Windkraftanlagen optimiert. Bei traditionellen großen Antriebssträngen erfordert der Ausfall kritischer Komponenten häufig große Hebezeuge oder sogar die Demontage der gesamten Gondel. Das OptiGen-Konzept sieht hingegen modular austauschbare Komponenten vor, die es ermöglichen, einen Teil der Wartungsarbeiten direkt im Inneren der Windkraftanlage durchzuführen und so den Bedarf an vollständiger Demontage und Rückführung des gesamten Antriebssystems zur Reparatur zu reduzieren. Die Projektwebsite erklärt zudem, dass die Technologie insbesondere auf schwimmende Offshore-Windkraftanlagen abzielt, da leichtere Gondeln und Antriebssysteme die strukturelle und materielle Belastung der Schwimmfundamente verringern können.

Die erste Testrunde und die anschließende Optimierung sollen die Technologie auf TRL 4 bringen, d. h. den Nachweis des Konzepts in relevanter Umgebung. Das Projekt wird in der Folge ein OptiGen-Antriebssystem der 22-MW-Klasse entwerfen und die technische Machbarkeit einer weiteren Skalierung dieser Architektur auf 30-MW-Windkraftanlagen bewerten.