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Supraleitender Generator für Windkraftanlagen der nächsten Generation

© Fotolia© FotoliaBremerhaven - Mit der Entwicklung eines neuartigen Windenergie-Generators sollen die Großanlagen der nächsten Generation leichter werden. Ein chinesisches Tochterunternehmen koordiniert das mit EU-Mitteln finanzierte Projekt.

Ähnlich wie im Flugzeugbau bei Großraum-Flugzeugen spielt in Zukunft bei Windenergie-Großanlagen das Gewicht eine große Rolle. Kompakte Bauform, geringe Turmkopfmasse und gute Transportierbarkeit sind die Ziele, die im EU-Forschungsprojekt EcoSwing erreicht werden sollen.

Supraleitender Generator senkt Leiterquerschnitt und damit Masse drastisch
Weniger ist manchmal mehr: 40 Prozent weniger Gewicht und kleinere Abmessungen als bei einem vergleichbaren permanentmagneterregten Synchrongenerator – möglich werden diese Eigenschaften erst durch eine Supraleitung, denn bei gleicher Leistungsdichte im Vergleich zu handelsüblichen Generatoren ist dafür nur ein Bruchteil des magnetisch aktiven Materials erforderlich. Da der elektrische Widerstand bei dieser Technologie nahezu null ist, kann der Leiterquerschnitt drastisch reduziert werden. Eine vielversprechende Alternative für die Entwicklung zukünftiger Anlagengenerationen.

Erste praktische Tests auf Gondelprüfstand beim Fraunhofer IWES
Die praktische Eignung des Supraleitenden Generator-Konzepts wird im Rahmen einer Testkampagne auf dem Gondelprüfstand des Fraunhofer IWES sowie anschließendem Testbetrieb auf einer zweiblättrigen Anlage in Dänemark überprüft. Die Reifeprüfung auf dem Teststand können die Experten des Fraunhofer IWES dem Konzept bereits bescheinigen: die Funktionalität des Gesamtsystems hat unter realistischen Belastungen von Rotor- und Netzseite überzeugt.

Neuer Level in der Supraleittechnik erreicht
Der „EcoSwing“-Rotor besteht aus zwei durch eine Vakuumkammer thermisch entkoppelten Teilen. Der Teil, der für die Lagerung und den mechanischen Anschluss des Generatorrotors zuständig ist, wird bei Umgebungstemperaturen betrieben; der elektrische Teil des Generatorrotors ist für den Betrieb bei kryogenen Temperaturen ausgelegt. Das bedeutet, dass der Generator über eine Gaskühlung mit geschlossenem Kreislauf auf 30 K (rund -240 Grad Celsius) heruntergekühlt werden muss. Die Integration solch eines Kühlsystems wurde im Fraunhofer IWES zum ersten Mal umgesetzt. Sie hat sich als sehr verlässlich erwiesen.

Chinesisches Tochterunternehmen Envision Energy koordiniert EU-Projekt
Das Projekt EcoSwing wird im Rahmen des Frameworks EU Horizon2020 realsiert (01.03.2015 - 28.02.2019). Koordiniert wird das Projekt von Envision Energy Aps, dem chinesischen Tochterunternehmen der Holding Envision mit Sitz in Shanghai. Envision ist der zweigrößte chinesische Hersteller von Windkraftanlagen, Envision Energy Aps das Entwicklungszentrum mit Sitz in Dänemark. Mit Spannung wird nun die Feldkampagne an einer 3,6 MW Testanlage von Envision in Dänemark erwartet. Dorthin gelangt der supraleitende Generator, der lediglich einen Durchschnitt von 4 Metern hat, per Schiff.

© IWR, 2018


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30.05.2018