Martinus Menne Mit der Entwicklung eines herstellerunabhängigen Generators für Windenergieanlagen (WEA) zeigt Availon, dass sich unabhängige WEA-Serviceunternehmen nicht mehr allein mit technischen Optimierungen, sogenannten Upgrades, an der Anlagenperipherie zufrieden geben. Der markenübergreifende Servicedienstleister aus Rheine wagt sich damit als einer der ersten auf ein Terrain, das bislang überwiegend OEM vorbehalten war. Instandhaltungen sind das eigentliche Kerngeschäft von unabhängigen WEA-Dienstleistern. Um spürbare Anlagenverbesserungen und damit eine höhere WEA-Verfügbarkeit zu erzielen, ist hierbei eine hohe Ersatzteilverfügbarkeit und die parallele Entwicklung von Upgrades unerlässlich. Solche Upgrades beschränkten sich bislang vor allem auf ganz spezifische WEA-Komponenten. Bislang. Ende 2010 stellte Availon erstmals einen herstellerunabhängigen Generator für 2 MW-Anlagen von Vestas (V66 VCS, V80 und V90) sowie Gamesa (G80 und G90) vor, der vom Germanischen Lloyd durch eine gutachterliche Stellungnahme zur Typenprüfung für die genannten Anlagen zertifiziert wurde. „Bei der Auslegung des Generators richteten wir unser Augenmerk vor allem auf ein verbessertes Design und somit auf einen gleichermaßen zuverlässigen wie langlebigen Betrieb. Besondere Merkmale dieser Maschine sind u.a. die Kompatibilität zu Generatoren anderer Hersteller, eine höhere Drehzahlvariabilität und damit eine optimale Anpassung der Maschine an vorhandene Windverhältnisse. Die optimierten Stator- und Rotorwicklungen verfügen über eine anspruchsvolle Isolierung im VacuumPressure-Impact-Verfahren gemäß Wärmeklasse F, die einen Betrieb des Generators bis maximal 155 °C ermöglicht. Eine spezielle Konstruktion sorgt zudem für den verbesserten isolierten Sitz der Wälzlager, die eine leichte Montage bzw. Instandsetzung gewährleistet und eine Zerstörung der Lager durch Lagerströme vermeidet. Für eine effektive Kühlung und einen effizienten Schutz des Schleifringkörpers vor Verschmutzung verfügt der Schleifringraum über eine externe Luftabsaugung inklusive Filter", fasst Olaf Kleesch, Director Global Technical Support & Engineering vonAvailon, die Vorzüge der Neuentwicklung zusammen und betont: „Wir sind überzeugt, dass es für diesen doppelt gespeisten Asynchrongenerator eine hohe Nachfrage geben wird." Und das aus gutem Grunde... Standen markenübergreifende WEA-Serviceanbieter vor einigen Jahren quasi noch am Rande der Branche und mussten zunächst ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen, hat sich das nach Aussagen von Olaf Kleesch mittlerweile massiv geändert:„Betreiber und Betriebsführer von WEA und Windparks wissen es zunehmend zu würdigen, dass wir uns, anders als OEM, voll und ganz auf unsere Kernkompetenzen konzentrieren und somit sehr ergebnisorientiert arbeiten. Außerdem können wir gegenüber unseren Kunden Probleme mit WEA-Komponenten wesentlich offener kommunizieren als Anlagenhersteller, und uns damit offensiver mit Anlagenoptimierungen beschäftigen, die sehr schnell spür- und auch messbare Verbesserungen herbeiführen." Eine Chance für den Prototypen Einer, der diese Sichtweise schätzt, ist Axel Ringhandt, bis Juni 2011 technischer Leiter der WindStrom Betriebs- und Verwaltungs GmbH mit Stammsitz in Edemissen bei Hannover. Die WindStrom Gruppe hat sich auf die Projektierung, Finanzierung, Realisierung sowie die technische wie kaufmännische Betriebsführung von Windenergieanlagen und Windparks spezialisiert. Mit rund 250 WEA mit einer Gesamtleistung von 420 MW gehört WindStrom zu den größten Anbietern im Bereich WEA-Betriebsführung in Deutschland. „WindStrom zählt zu den Betreibergesellschaften, die unabhängige WEA-Services stärken wollen, um den Wettbewerb im Markt zu forcieren. Ende Dezember 2010 fiel eine von WindStrom betreute 2-MW-Anlage vom Typ V80 VCS in einem Windpark in Sachsen-Anhalt aufgrund eines Generatorschadens aus. Die besteGelegenheit also, dem Generatorprototypen von Availon eine Chance zu geben, zumal das Unternehmen schnell reagieren und uns damit sofort helfen konnte", so Axel Ringhandt. Keine idealen Bedingungen Die Witterungsbedingungen für die Premiere der Neuentwicklung, wenige Tage vor Weihnachten, waren alles andere als ideal: Temperaturen von bis zu minus 10 °C, Schneechaos auf den Straßen und ein LKW-Fahrverbot auf den Autobahnen in NRW. Dennoch gelang es der Mannschaft von Availon, den Generator von Rheine zu seinem rund 300 Kilometer entfernten Bestimmungsort zu transportieren und planmäßig innerhalb von nur zwei Tagen zu installieren sowie in Betrieb zu nehmen. Bereits in den ersten Wochen nach der Installation erreichte die doppelt gespeiste Asynchronmaschine mehrmals ihre Nennleistung von „Einstand" mit Hindernissen Am 8. Februar 2011 meldete WindStrom den Stillstand der Anlage mit dem Generator-Prototypen. Kurze Zeit später rückte ein Serviceteam von Availon aus und beschloss nach eingehenden Messungen, den Generator zu demontieren. Parallel hierzu stellte der Servicedienstleister adhoc einen Ersatzgenerator zur Verfügung, damit der Betrieb der WEA aufrechterhalten werden konnte. „Unsere sofortige Fehleranalyse am defekten Generator zeigte, dass es eine massive Erwärmung im Bereich des Schleifrings gegeben hatte. Die Folge: das Lot, mit dem die Enden der Rotorkabel am Schleifring befestigt waren, hatte sich verflüssigt und durch die Zentrifugalkraft im Schleifring verteilt. Hierdurch entstand ein Körperschluss zwischen Rotorwelle und Rotorkabel. Als Ursache für die Erwärmung des Schleifrings identifizierten wir sehr schnell die Klemmen, die die Rotorkabel mit dem Schleifring verbinden", berichtet Olaf Kleesch. Weitere technische Analysen ergaben jedoch keinerlei zusätzliche Fehlerursachen für das Abschalten des Generators. „Die Probleme waren demnach vergleichsweise marginal und somit beherrschbar." Seit mehr als sechs Monaten ist nun der neue Generator von Availon in der 2 MW-Anlage von Vestas ohne jegliche Störungen in Betrieb. „WindStrom hat von Availon eine detaillierte Fehleranalyse zum Ausfall des ersten Generators erhalten. Damit beweist der WEA-Dienstleister, dass er es in Bezug auf Transparenz und offene Kommunikation mit seinen Kunden wirklich ernst meint – nicht nur im Falle von Problemen mit herstellerseitigen Anlagenkomponenten, sondern auch in Bezug auf seine Eigenentwicklungen", erklärt Axel Ringhandt, der sich in seiner Einschätzung zu den Vorteilen der Zusammenarbeit mit markenübergreifenden WEA-Serviceunternehmen bestätigt sieht. Gut abgeschnitten Die Betreibergesellschaft WindStrom hat seit der Installation detaillierte Messungen, vor allem zum thermischen Verhalten des neuen Generators, durchgeführt und protokolliert. „Da die Messorte für die Temperaturgeber in der neuen Maschine identisch mit den Messstellen der Generatoren der Vergleichsmaschinen sind, konnteman aussagekräftige Werte ermitteln", berichtet Axel Ringhandt. Das Ergebnis: Im Vergleich zu den Generatoren verschiedenster Provinience in anderen Anlagen desselben Typs in benachbarten Windparks zeigt der Prototyp von Availon ein deutlich besseres thermisches Verhalten. Axel Ringhandt wird konkreter: „Im Mittel pendelten sich die Lagertemperaturen zwischen 20 °C und 40 °C ein und lagen damit im Durchschnitt um rund 20 °C unter den von uns gemessenen Werten in den Vergleichsmaschinen der umliegenden Anlagen. Im Nennlastbereich haben wir im Mittel am neuen Generator Wicklungstemperaturen von rund 85 °C gemessen. Diese liegen damit im Durchschnitt um etwa 30 °C unter den Werten der Vergleichsgeneratoren. Aus meiner Sicht ist das eine bislang sehr erfreuliche Entwicklung, da sich niedrigere Temperaturen in einem Generator grundsätzlich positiv auf die zu erwartende Lebensdauer der Maschine auswirken." Für Olaf Kleesch von Availon ist die „Premiere" trotz aller Hindernisse eine Erfolgsstory: „Wir sind das erste markenübergreifende WEA-Serviceunternehmen, das sich an die Entwicklung einer Großmaschine gewagt hat. Für Betreiber und Betriebsführer ist die Ersatzteilverfügbarkeit im Sinne einer hohen Anlagenverfügbarkeit ein ganz entscheidendes Kriterium für die Wahl des Servicepartners. Wir beweisen, dass wir dieses Kriterium erfüllen - und das zukünftig auch bei Generatoren."
2 MW über mehrere Stunden. Hierbei pendelte sich der Generator in seine Beharrungstemperaturen von 106 °C ein. Eine gelungene Premiere, sollte man meinen...