Getriebelose Generatoren für Windkraftanlagen

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Auf der Statorseite des Luftspaltes wird der Magnetfluss im Aktivblech quer zur Bewegungsrichtung abgelenkt und führt um die Statorwicklung herum. Daher stammt der Begriff „Transversalflussmaschine“ (TFM). Bei der TFM entfallen auch die Widerstandsverluste, die bei konventionellen Maschinen im Wickelkopf entstehen.

Transversalflussgenerator ermöglicht große Drehmomente bei Windkraftanlagen

Mit dem gebauten Transversalflussgenerator ist nach Aussage von Götschmann die praktische Realisierbarkeit dieser Technik nachgewiesen worden. Denn es lassen sich große Drehmomente durch große Luftspaltdurchmesser generieren.

Für einen Technologievergleich sei daher der Vergleich der tatsächlich zur Momentbildung erzeugten Tangentialkräfte, bezogen auf das Maschinengewicht, besser geeignet. Für klassische Maschinen werden Werte bis 6 kN pro Tonne Maschinengewicht erreicht.

Transversalflussmaschine reduziert Gewicht in der Windkraftanlage

Die gebaute Transversalflussmaschine hat ein Gewicht von 1,2 t und bringt eine Tangentialkraft von 27,6 kN auf. Somit liegt der gewichtsspezifische Wert bei 23 kN/t. Mit der Transversalflussmaschine lässt sich somit das Maschinengewicht bei gleicher Tangentialkraft auf nahezu ein Viertel reduzieren, rechnet Götschmann vor. Konkret hieße das: Das Gewicht eines direkt angetriebenen 6-MW-Generators ließe sich mit der vorgestellten Technik um etwa 270 t reduzieren.

Die Wicklungen der Transversalflussmaschine sind vollständig im Polymer eingegossen und zusätzlich vor Seeluft von einem Gehäuse mit dem Schutzgrad IP54 geschützt. Die Magnete sind zwischen Metallringe eingefasst und am Luftspalt mit einer Epoxidharzschicht versiegelt.

Doppelter Schutz für Komponenten von Offshore-Windkraftanlagen

Dieser doppelte Schutz der Komponenten macht die Technik für Offshore-Windkraftanlagen sicher. Auch die Reduzierung auf eine Baukomponente hinter dem Rotorlager der Windkraftanlage würde besonders offshore erhebliche Montagekosten sparen, ist Götschmann überzeugt.

Die durchschnittliche Leistung einer in Deutschland installierten Windenergieanlage lag im vergangenen Jahr bei etwa 2 MW. Moderne Onshore-Anlagen erreichen eine Leistung bis 3,5 MW. Für Offshore-Windparks sind sogar Anlagen mit einer Leistung von 5 MW und mehr geplant.

Sehr oft in der Diskussion steht die Frage, welches Antriebskonzept bezüglich des Gewichts, der Kosten und der Wirtschaftlichkeit den anderen überlegen ist.

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