Der Wechsel zweier großer Turbinenhersteller zu Mid-Speed-Onshore-Windturbinen löste in der Windenergiebranche seit ein paar Jahren umfangreiche Diskussionen über die besten Triebstrangkonzepte aus. Die Wahl des bestgeeigneten Antriebskonzepts für eine Windturbine ist eine komplexe Fragestellung. Es gibt unterschiedliche Anforderungen der regionalen Märkte, beispielweise hinsichtlich der Möglichkeiten im Service- und Logistik-Bereich, des Risikomanagement sowie der Kosten.
Wie können wir die Herausforderungen von verkürzten Entwicklungszeiten und verschiedener regionaler Anforderungen bewältigen? Mit dem FlexibleFit-Konzept stellt Winergy eine Innovation vor, die eine Modularisierung und Standardisierung von Windturbinen-Antriebsstrang Komponenten kombiniert: Je nach bevorzugtem Triebstrangkonzept wird das passende FlexibleFit-Modul zwischen dem standardisierten Getriebegenerator HybridDrive und der Rotorlagerung gesetzt. Das FlexibleFit-Modul verbindet dabei die Gehäuseteile und die drehenden Teile und lagert präzise den Planetenträger der ersten Getriebestufe. Durch die Wahl des geeigneten FlexibleFit Moduls kann eine elastische Entkopplung an der feststehenden Gehäuseseite oder der rotierenden Welle erreicht werden, was dazu führt, dass Strukturverformungen kompensiert werden. Dadurch entsteht ein Beitrag zur Schwingungsdegeneration sowie die Möglichkeit für eine einfache Aufteilung in Service- und Transportmodule.
Der Aufwand und das Schwingungsentkopplungspotential unterscheidet sich für die Konzepte und kann als Differenzierungsmerkmal betrachtet werden: Für die 2-Punkt-Rotor-Abstützung (2-PRS) gibt es verschiedene Möglichkeiten, den HybridDrive mit der Hauptlagerungseinheit zu verbinden. Bei einer Variante sind die Gehäuse starr miteinander verbunden und die Hauptwelle ist über eine elastische Kupplung vom Planetenträger entkoppelt. Das Gewicht des HybridDrive und das Reaktionsmoment werden durch die steife Gehäuseverbindung getragen, während die elastische Kupplung Toleranzen und windlastabhängige Verlagerungen der Hauptlagerungseinheit ausgleichen kann. Alternativ kann es eine starre Verbindung zwischen Hauptwelle und Planetenträger geben, während die elastische Entkopplung auf der Gehäuseseite Toleranzen und windlastabhängige Verlagerungen der Hauptlagerungseinheit ausgleicht. Das Reaktionsmoment wird über mehrere Klauen und elasto-hydraulische Elemente gleichmäßig an das Rotorlagergehäuse übertragen. Diese Lösung ermöglicht passive und aktive Schwingungsdämpfungsoptionen. Der HybridDrive kann auch direkt und ohne elastische Entkopplung vollintegriert an die Hauptlagerungseinheit angeschlossen werden. In Kombination mit den 4-PRS besteht das FlexibleFit-Modul aus einer präzisen Lagerung mit Flansch und Drehmomentstütze, der das HybridDrive-Gehäuse über hydraulische Elastomerbuchsen mit dem Maschinenträger der Windturbine verbindet. Das Reaktionsmoment wird auf den Grundrahmen übertragen, nicht auf die Hauptlagerungseinheit.
Der FlexibleFit-Ansatz kann auch für Highspeed-Antriebsstränge verwendet werden. Da das FlexibleFit-Modul die Windlasten auf die Tragstruktur überträgt und nur das Drehmoment weiterleitet, kann das Getriebe bzw. der HybridDrive hauptsächlich auf Basis von Drehmoment und Drehzahl dimensioniert werden. Die Unabhängigkeit von Biege- und Schublasten stellt die Basis für eine Standardisierung und Modularisierung dar. Der HybridDrive bietet die kompakteste Lösung aufgrund einer Systemoptimierung mit dem geringstmöglichen Generatorgewicht und einer Lagerkonstruktion, die den Anforderungen von Getriebe und Generator gerecht wird.
Das FlexibleFit-Konzept bietet viele Vorteile: Vorab entwickelte Komponenten ermöglichen eine kurze Time-to-Market und reduzieren das Risiko von Fehlern. Dies führt auch zu minimierten Validierungsaufwand. Winergy geht mit dem FlexibleFit-Ansatz einen Schritt weiter, um drei wesentliche Aspekte abzudecken: Bewährte Winergy-Qualität und Zuverlässigkeit, reduzierte Time-to-Market und Kostenoptimierung. Der beste Antriebsstrang ist immer derjenige, bei dem der Kunde den maximalen Nutzen erzielen kann.
