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Wie Steckverbinder die Effizienz von Windenergieanlagen erhöhen

Autor / Redakteur: Norbert Weiß und Carsten Edler * / Kristin Rinortner

Windenergieanlagen, die nicht verfügbar sind, lassen Umsatzpotenzial ungenutzt. Modular aufgebaute Steckverbinder, die die Analgenmodule verbinden, vereinfachen Installation, Wartung und Betrieb.

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Windenergie: Wartung, Installation und Betrieb von Windenergieanlagen lassen sich durch modulare Steckverbinder vereinfachen.
Windenergie: Wartung, Installation und Betrieb von Windenergieanlagen lassen sich durch modulare Steckverbinder vereinfachen.
(Bild: ©Sandor Jackal - stock.adobe.com)

Die rund 30.000 Windenergieanlagen (WEA) in Deutschland produzieren derzeit eine Leistung von gut 50.000 MW für die Energieversorgung von Haushalten und Unternehmen. Der Ausbau der Windenergie on- und offshore entscheidet mit über das Tempo und das Gelingen der zu Beginn des Jahrzehnts eingeleiteten energiepolitischen Wende – weg von der Atomkraft hin zu regenerativen Energien und zu einer Reduktion des Energieverbrauchs.

Für Errichter und Betreiber sind Wirtschaftlichkeit und Effizienz bei Standorterschließung, Aufbau, Betrieb und Wartung der Windenergieanlagen wichtig. Sie bestimmen über die Höhe der Investitions- und Betriebskosten (CAPEX/OPEX) – und legen damit fest, welchen Beitrag eine Windenergieanlage zur Energiewende leisten kann (Bild 1).

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Anlagen, die nicht verfügbar sind, produzieren keine Energie, erzielen keine Einspeisevergütung und lassen Umsatzpotenzial ungenutzt.

Mit der passenden Verbindungstechnik begleitet die HARTING Technologiegruppe die Transformation im Energiesektor. Das Portfolio reicht von Einzelkomponenten bis zu kompletten kundenspezifischen Lösungen und Digitalisierungsstrategien. Das Angebot schließt zudem Beratung und Service ein.

Windenergieanlagen sind – on- wie offshore – hohen Beanspruchungen durch Klima, Korrosion ausgesetzt. Höchste Zuverlässigkeit, beste Materialien, große mechanische Robustheit der verwendeten Komponenten, rasche Montage, optimale Wartungszyklen sowie ein einfacher Service schaffen die Voraussetzungen für eine maximale Werthaltigkeit der Anlagen.

Steckverbinder als Kostensenker bei der Windenergie

Steckverbinder tragen dazu bei, die Kosten für Errichtung und Betrieb der Windenergieanlagen zu senken. Modulare Windenergieanlagen zeichnen sich durch Flexibilität beim Aufbau und raschen Austausch von Komponenten aus. Mithilfe von Steckverbindern lässt sich die Modularität der Anlagen signifikant steigern. Immer mehr Windenergieanlagen sind entsprechend konzipiert.

Die Vorkonfektionierung einzelner Einheiten ermöglicht das Baukastenprinzip. Erst am Bestimmungsort der Windenergieanlage werden die Komponenten schnell und problemlos zusammengefügt.

Steckverbinder zwischen den Windenergieanlagen-Modulen können den finanziellen und personellen Aufwand bei der Installation und beim Betrieb der Windenergieanlagen begrenzen.

Beispiel Steckverbinder am Schleifringkörper

Ein gutes Beispiel sind Steckverbinder an der Schnittstelle zwischen Schleifringkörper und (ruhender) Nabe. Über den Schleifring laufen unter anderem die Signale für die Pitch-Systeme, die den Stellwinkel der Rotorblätter festlegen. Eine steckbare Lösung – wie Han-Modular Kontakteinsätze und Han-Modular Gelenkrahmen – bietet hier gegenüber einer Festverdrahtung große Vorteile:

Der Schleifringkörper lässt sich schneller austauschen. Die Stillstandzeit verkürzt, der Umsatzausfall verringert sich. Und im Wartungsfall kann der Schleifringkörper ohne Eingriff in das Pitch-System ausgewechselt werden. Zudem müssen keine Verbindungsleitungen demontiert werden.

Ebenso einfach lassen sich die Antriebe für die Rotorblattverstellung, die Blattheizung, die Befeuerungsanlagen und die Windnachführung sowie die Generator-Bremsen anschließen. Aufwändige Verdrahtung entfällt.

Im Wartungsfall sind verschlissene Teile ohne Komplikation und zügig per Plug-and-Play ersetzbar. Steckverbinder erleichtern nicht zuletzt die Arbeit der Aufbaumonteure, die Komponenten mitunter in schwer zugänglichen Winkeln von Gondel und Turm anbringen müssen.

Vorkonfektionierte Steckverbinder im Getriebe

Viele Typen von Windenergieanlagen verwenden ein Getriebe, um Drehzahl und Drehmoment zwischen Rotor und Generator abzustimmen und so den Wirkungsgrad zu optimieren. Steckverbinder beschleunigen auch hier die Installation: Mit vorkonfektionierten Kabeln und Steckverbindern mit hohem Schutzgrad wie Han-Eco, Han HPR oder Han M sind die erforderlichen Verbindungen zwischen den Getriebeteilen schnell hergestellt.

Auch für die Turmbeleuchtung bieten Steckverbinder Vorteile. Die Energiebus-Elemente für die Beleuchtung lassen sich in den Turmsegmenten vorinstallieren. Auf der Baustelle müssen die Monteure nur noch die Segmente zusammenzustecken. Für diese Tätigkeit ist der Einsatz von Elektrofachkräften nicht zwingend erforderlich.

Ebenso wird das Innenleben von Windenergieanlagen-Leistungsschränken durch Steckverbinder leichter handhabbar. Statt der üblichen Festverdrahtung empfehlen sich steckbare Lösungen aus den Baureihen Han B, Han Eco, Han Com, Han E und Han-Modular.

In allen Fällen überzeugt der Einsatz von Steckverbindern, weil er den finanziellen und zeitlichen Aufwand verringert. Steckverbinder beschleunigen die Installation und erhöhen die Modularität einer Windenergieanlage, sie senken Investitions- und Betriebskosten und bieten Optionen für die Optimierung bzw. Modularisierung der Leistungsschränke.

Hinzu kommt, dass die Aufbaulogistik von Onshore-Anlagen mit einer durchschnittlichen Leistung von 3,3 MW ohne modulares Design – inklusive Steckverbinder – schnell an ihre Grenzen gelangen würde. Wirtschaftlich amortisiert sich der Einsatz von Steckverbindern durch Zeitgewinn und Kostenreduktion in der Regel bereits binnen weniger Jahre.

Beleuchtungssysteme als Systemlösung

Darüber hinaus fertigt das Unternehmen LED-Beleuchtungssysteme als Systemlösungen mit steckbarem Geräteanschluss, konfektionierten Leitungen, Verteilereinheiten und, bei Bedarf, unterbrechungsfreier Stromversorgung. Die Leuchten können in der Anlage so platziert werden, dass ihre Gesamtzahl gering bleibt und die Energiekosten sinken.

Speziell für Windenergieanlagen werden vom Unternehmen auch hochpräzise Messwandler, die Anzeigegeräten wie Stromzählern und Spannungsmessern vorgeschaltet werden können, abgeboten. Auf Wunsch werden die Messwandler auch von einer staatlich anerkannten Stelle geeicht, um damit die Präzision eines Mess- und Abrechnungsverfahrens, das die Geräte nutzt, zusätzlich zu unterstreichen.

* Norbert Weiß ist Team Leader Marketing Services Han im Technical Competence Center bei HARTING Electric in Rahden. Carsten Edler arbeitet als Industry Segment Manager Wind Energy bei HARTING Electric in Rahden.

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