Häko Produktkonfigurator

Bild 1 Hydraulikzylinder zur Rotorblattverstellung: mit integriertem Wegmesssystem.
Bild 2 Hydraulikzylinder: in der Windanlage eingebaut ein kompaktes Kleinsystem.
Bild 3 Windpark mit HSW 1 000: Die Rotorblätter werden hydraulisch der Windlage angepasst.

Derart zuverlässige Bauteile sind die Hydraulikzylinder von Hänchen aus Ostfildern bei Stuttgart. Sie haben sich unter den genannten strengen Bedingungen bereits seit über 12 Jahren in den Anlagen des weltweit siebtgrößten Unternehmens der Windenergie­branche voll bewährt. Die Hamburger Firma hat Windanlagen entwickelt, die fünf Megawatt und mehr leisten können. Sie baut derzeit die leistungsstärksten Offshore-Windgeneratoren der Welt.

Das Produktprogramm des "Windmühlen"-Herstellers umfasst heute Anlagen, die Nennleistungen von 1500 bis 5000 Kilowatt erreichen. Dabei setzt REpower auf höchste Qualität, Zuverlässigkeit, technologische Kompetenz sowie Detailgenauigkeit und erwartet dies auch von seinen Partnern und Zulieferern. Bei der Auswahl der Zulieferer wird deshalb vorrangig auf die Hochwertigkeit der Komponenten geachtet. Nur so ist die Entwicklung und Produktion von Multi-Megawatt-Anlagen möglich. 1600 dieser Generatoren errichtete REpower bisher an Land. Besonders hohe Anforderungen stellen aber die beiden Anlagen, die im Meer installiert wurden: Diese besonders wartungsarmen Anlagen sind gerade auch für den Einsatz auf hoher See geeignet.

In 90 Windkraftanlagen, die REpower von der Husumer Schiffswerft HSW übernommen hat, sind seit 12 Jahren Hydraulikzylinder von Hänchen störungsfrei für die Blattwinkel-Verstellung im Einsatz. Durch ihre Standfestigkeit in 90.000 Betriebsstunden bieten sie eine extrem hohe Zuverlässigkeit.

REpower arbeitet derzeit in den Windkraftanlagen mit elektromechanischen Blattwinkelverstellungen. Verantwortlich dafür ist die Sicherheitsphilosophie des Unternehmens: Damit der Rotor im Notfall unter allen Umständen zum Stehen gebracht werden kann, sind bei einer Konstruktion ohne Betriebsbremse drei voneinander unabhängig arbeitende Blattverstellmechanismen zwingend notwendig. Die mit den Hänchen-Zylindern ausgerüsteten Anlagen der HSW verfolgen eine andere Sicherheitsphilosophie. Bei ihnen sind Bremse und Verstellmechanismus voneinander getrennt: „Wir wählen derzeit die bremsenlose Konstruktion“, erklärt Petersen, der auch ein Kinderbüchlein über den Bau von Windkraftanlagen verfasst hat. „Die Hydraulikzylinder von Hänchen müssen sich aber vor den elektrischen Antrieben in keiner Weise verstecken, besonders wenn es um Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit geht.“

Die Technologie zur hydraulischen Blattwinkelverstellung hat REpower von der Husumer Schiffswerft übernommen. Und das Hauptargument für den weiteren Einsatz der Zylinder von Hänchen Hydraulik aus Ostfildern war die hohe Zuverlässigkeit. In den 12 Jahren, in denen die 90 Windkraftanlagen im Einsatz sind, gab es keine störungsbedingten Ausfälle. „Die Hydraulikzylinder von Hänchen gehören garantiert nicht zu unseren Problemen. Das belegt schon die Tatsache, dass wir hierfür keine Ersatzteile eingelagert haben“, betont Dipl.-Ing. Oliver Blum, der gemeinsam mit Petersen im Support tätig ist. „Denn die Störquote bei elektromechanischen Technologien ist technologiebedingt etwas höher.“

Die wegen eines speziellen Kolbenstangengewindes als Sonderzylinder aufgeführten Hänchen Zylinder bewegen durch eine Schubstange drei Rotorblätter gleichzeitig um ihre Längsachse. Sie bilden den Rotor mit einem Durchmesser von 57 m. Der Verstellmechanismus arbeitet ähnlich wie bei einem modernen Schiffspropeller. Dabei muss der Zylinder die Blätter mit einer Präzision von bis zu 0,1 Grad positionieren. Nur so ist die von der Entwicklung vorgegebene winkelgenaue Positionierung der Blätter realisierbar. Die Schubstangen der Zylinder legen sowohl Mikro-Bewegungen als auch kontinuierliche Wege zurück. In Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit wird so der Betriebspunkt angefahren, der eine gleichbleibende Geschwindigkeit des Generators sicherstellt. Entscheidend ist hier der Regelbetrieb. Denn ständige minimale Bewegungen sind für den Betrieb der Anlage mit hohen Belastungen verbunden. Gerade diese Mikrobewegungen sind für Mechanik, Elektromechanik und Hydraulik gleichermaßen eine Herausforderung: Es muss gewährleistet sein, dass auch bei andauernden Kleinstbewegungen in einem Sektor von 0,5 mm die Schmierung sichergestellt ist.

Hinzu kommen die extremen Umweltbedingungen: Die Anlage muss bei einer Lufttemperatur von -15° C genauso präzise arbeiten wie bei +45° C, Feuchtigkeit und salzhaltige Luft dürfen keine Probleme verursachen. Hier kann Hänchen auf Erfahrungen beim Einsatz von Höchstleistungszylindern zurückgreifen, wie sie beispielsweise in Hochöfen in einer flusssäurehaltigen Atmosphäre Kokillen mit bis zu 35 t glühenden Stahl mit mehreren Hz im 24-Stunden-Betrieb bewegen.

Die Herausforderung liegt in der optimalen Regelung. Die Anlage versucht, eine bestimmte Drehzahl und damit Leistung zu halten. Das Konzept sieht je nach Windstärke zwei Leistungsstufen vor. Diese Leistungspunkte liegen bei 1000 oder 1500 Umdrehungen am Generator, die vom Rotor über ein Getriebe geliefert werden. Sie sollen weitestgehend konstant angefahren werden, um Schwankungen im Stromnetz zu vermeiden. Die Blattverstellung muss also dafür sorgen, dass bei zunehmendem Wind auch in böiger Luft die Blätter aus dem Wind genommen werden und damit die Drehzahl konstant bei 23 Rotordrehungen pro Minute bleibt.

Der Hydraulikzylinder arbeitet hier mit einem integrierten Wegmesssystem. Hänchen liefert hierzu die komplette Einheit, die ein besonders exaktes, kompaktes und zuverlässiges Kleinsystem bildet. Es arbeitet mit einem Hub von 380 mm und benötigt einen Druck von 160 bar. Das Hydraulikaggregat arbeitet aus sicherheitstechnischen Gründen mit einem Speicher: Dieser liefert auch bei einem Ausfall des Aggregats eine Druckreserve, um die Blätter bei Problemen sofort aus dem Wind zu nehmen. Damit garantieren die Hydraulikzylinder nicht nur Präzision, Belastbarkeit und Zuverlässigkeit. Sie beweisen auch ihre Tauglichkeit für sicherheitsrelevante Aufgaben. Gerade unter den verschärften Bedingungen der Offshore-Windkraft erwarten die Hydraulik-Spezialisten aus der Region Stuttgart eine deutliche Erweiterung dieses Marktsegments. Hier hat Hänchen einen Erfahrungsvorsprung von 12 Jahren.

Jörg Beyer, mediaword
© Hänchen 2008

Lesen Sie mehr in den zur Anwendung erschienenen Artikeln

Den Wind optimal nutzen - Hydraulikzylinder als offshore-taugliche Technologie
Seit zwölf Jahren sind Hydraulik-Zylinder von Hänchen zur hydraulischen Battwinkelverstellung von Rotorblättern in 90 Windkraftanlagen der Husumer Schiffswerft HSW im Einsatz. Die Sonderzylinder bewegen über eine Schubstange drei Rotorblätter gleichzeitig um ihre Längsachse.
mehr dazu in der fluid

Menu
DE