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Alles für sauberen Strom: Walzen für die Windkraftindustrie

| Autor/ Redakteur: Giordano Toninelli / Frauke Finus

In den letzten Jahren hat sich die Windenergie zu einer der wichtigsten erneuerbaren Energiequellen entwickelt. Die Branche hat sich in den letzten Jahren unermüdlich weiterentwickelt. Bei Zulieferer Faccin hat sich deshalb begleitend die Walzkraft weiterentwickelt.

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Das Biegen hunderter Ringe pro Monat kann nur mit einem integrierten Walzsystem durchgeführt werden, das eine leistungsstarke, überdimensionale Rundbiegemaschine hat. Schlüsselkomponenten wie eine starke seitliche Stütze, ein stabiler Hochhalter und ein Zuführtisch mit Ausrichtvorrichtung sind dabei die ideale Kombination.
Das Biegen hunderter Ringe pro Monat kann nur mit einem integrierten Walzsystem durchgeführt werden, das eine leistungsstarke, überdimensionale Rundbiegemaschine hat. Schlüsselkomponenten wie eine starke seitliche Stütze, ein stabiler Hochhalter und ein Zuführtisch mit Ausrichtvorrichtung sind dabei die ideale Kombination.
(Bild: Faccin)

Die Preise für Windkraftanlagen sind seit 2009 um fast ein Drittel gesunken, was auf die Verbesserung der Turbinentechnologie zurückzuführen ist, und der Onshore-Wind ist heute eine wettbewerbsfähige Stromquelle im Vergleich zu Kernenergie, Kohle oder Gas. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Kosten für Windenergie weiter sinken werden und bis 2025 um durchschnittlich 26 % bis 35 % weniger betragen werden. Der Bedarf an Windenergie steigt in praktisch jedem Winkel der Welt rapide an und treibt die Weiterentwicklung der Türme für Windkraftanlagen in Punkto Größe und Typ an, von Onshore- zu Offshore-Türmen, wodurch die elektrische Leistung von 4 MW auf 8 MW steigt.

Folglich wird ein großer Teil des Stroms höchstwahrscheinlich von Anlagen produziert, die sich vor der Küste befinden, wo die Winde stärker und zuverlässiger sind. Einer der Hauptunterschiede zwischen Onshore- und Offshore-Türmen besteht neben den Durchmessern und Dicken der Abschnitte darin, dass der Offshore-Turm mit dem Meeresboden über ein spezielles Fundamentsystem verbunden werden muss, ein Untergeschoss aus verschiedenen Konstruktionen, das den Turm am Meeresboden verankert. Dies hat zur Folge, dass größere und sicherere Strukturen gebaut werden müssen, die die Herstellung der Fundamente zu einem der wichtigsten Produktionsprozesse im Zusammenhang mit dem Markt für Türme für Windkraftanlagen machen.

Windkraftindustrie: Fundamente für Windtürme

In der Windkraftindustrie gibt es verschiedene Arten von Fundamenten und die Wahl der Struktur hängt in der Regel von der Wassertiefe und der Zusammensetzung des Meeresbodens (Gestein, Sand) ab. Die Art der Fundamente hängt entweder von dem spezifischen Widerstand des Meeresbodens ab (normalerweise erfordert ein sandiger Meeresboden komplexere Strukturen) oder der Minimierung der Auswirkungen auf das Meeresökosystem (einige Fundamente haben während der Installationsphase höhere Auswirkungen auf die Meeresflora und -fauna).

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Die gängigsten Fundamenttypen, die derzeit im Windturmgeschäft (Wind Europe 2017) eingesetzt werden, sind Monopiles, die etwa 81,7 % aller in Europa installierten Unterkonstruktionen ausmachen, Jackets rund 6,9 % und Gravity-Base-Fundamente fast 6 %.

Unterschiedliche Biegeanforderungen

So unterscheidet sich beispielsweise die erforderliche Walzkapazität für die Turmherstellung von der Fundamentherstellung; darüber hinaus haben auch verschiedene Fundamenttypen unterschiedliche Anforderungen.

Das Biegen hunderter Ringe pro Monat kann nur mit einem integrierten Walzsystem durchgeführt werden, das eine leistungsstarke, überdimensionale Rundbiegemaschine hat. Schlüsselkomponenten wie eine starke seitliche Stütze, ein stabiler Hochhalter und ein Zuführtisch mit Ausrichtvorrichtung sind dabei die ideale Kombination. Alles Zubehör, das von einer hochmodernen, voll programmierbaren CNC gesteuert wird, die zur Automatisierung der komplexesten Walzprojekte entwickelt wurde. Der Zuführtisch kann horizontal oder kippbar sein und hat die Funktion, das Blech beim ersten Anbiegen zu stützen. Durch den Einsatz eines intelligenten Zuführtisches ist eine Verkürzung der Produktionszeit möglich. Dieser Tisch arbeitet unabhängig von der Walzmaschine, so dass es möglich ist, etwa fünf Minuten pro zu walzendem Schuss einzusparen.

Wenn sie mit der CNC verbunden ist, kann sie den Blechversatz berechnen und das Blech während des Walzzyklus neu positionieren, um ein automatisches Konenbiegen zu ermöglichen. Das Walzen von konischen Formen ist kein einfacher Vorgang und die Ausrichtung der Blechkante am Ende des Walzprozesses ist sehr wichtig für ein schnelles Heften. Die besten Rundbiegemaschinenhersteller installieren zusätzliche Klemmen an den seitlichen Stützen, die die Blechkanten zusammenziehen und gleichzeitig den Versatz durch die Konenform korrigieren können.

Grafischen Simulation des Walzprozesses

Ein weiteres wichtiges Gerät, Teil des Automationssystems, ist der Hochhalter, der notwendig ist, um die Bleche zu stützen und zu verhindern, dass der Schuß aufgrund seines Gewichts zusammenbricht. Der Arm des Hochhalters muss kippbar sein, um einen perfekten Kontakt mit konischen und zylindrischen Formen zu gewährleisten. Alle diese leistungsstarken Handhabungsgeräte müssen mit der CNC verbunden sein, die sie miteinander synchronisiert und ein einzigartiges System erschafft, das zum Walzen von Windtürmen mit maximaler Genauigkeit in kürzester Zeit optimiert ist.

Neben der reinen Steuerung über 20 Achsen müssen CNCs heute in der Lage sein, Unternehmen mit unterschiedlichen Funktionen zu unterstützen. Die CNC PGS-Ultra, die für diesen Beitrag getestet wurde, unterstützt den Bediener bei der grafischen Simulation des Walzprozesses, eine Funktion, die vorher den genauen Ablauf angezeigt wird und damit den Arbeitsprozess sichert. Die CNC sollte auch Echtzeitinformationen für die Wartung und Überwachung der Produktion bereitstellen, ein wichtiger Aspekt der Industrie 4.0, der es Top-Managern ermöglicht, Zugang zu Reporting-Apps zu erhalten, die jetzt auf Itunes oder Android verfügbar sind, wie beispielsweise Management Control von Faccin. Darüber hinaus wird der Einsatz von Fernbedienungen beim Walzen von Blechen in Hochleistungsmaschinen aufgrund der Flexibilität, die sie dem Bediener bietet, immer häufiger eingesetzt.

Dank seiner langjährigen Erfahrung bietet Faccin SPA ein spezielles, maßgeschneidertes Paket für jede Anforderung im Zusammenhang mit dem Walzen von Segmenten für Türme und Fundamente: das Wind Tower Automation System, ein spezielles Paket für die anspruchsvollsten Hersteller, die auf der Suche nach Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit, Genauigkeit und Kostenreduzierung sind.

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