Anlagenbeschreibung VENSYS

VENSYS hat in der 2.5-Megawatt-Klasse den Rotordurchmesser auf 100, 109 und 112 Meter erweitert. Das Flaggschiff die VENSYS 2.5 MW - 112 ist eine Weiterentwicklung der bewährten Anlagenfamilie VENSYS 1.5 MW.

Die Windenergieanlage mit der Typenbezeichnung 2.5 MW - 112 ist eine drehzahlvariable Windenergieanlage mit einer Turmhöhe von 143,5 m, einem Rotordurchmesser von 112 m und einer Nennleistung von 2,5 MW.

Das Antriebssystem der VENSYS Windenergieanlagen folgt einer einfachen Logik: Wenige drehende Bauteile reduzieren die mechanische Belastung und erhöhen die technische Lebensdauer. Der Wartungs- und Service-Aufwand wird reduziert (u. a. weniger Verschleißteile, kein Getriebeölwechsel) und die Betriebskosten sinken. Rotornabe und Ringgenerator sind ohne Getriebe als feste Einheit direkt miteinander verbunden. Im Vergleich zu herkömmlichen Getriebeanlagen mit zahlreichen Lagerstellen im beweglichen Antriebsstrang kommt das VENSYS Antriebssystem mit zwei langsam laufenden Wälzlagern aus. Grund dafür ist die geringe Drehzahl des Direktantriebs.

VENSYS verzichtet auf Hauptwelle, Getriebe, Zwischenwelle und Kupplung. Selbst am Pitch-Antrieb zum Verstellen der Rotorblätter wurde auf die Kraftübertragung mittels Zahnrädern verzichtet. Stattdessen wird jedes Rotorblatt über einen Zahnriemen gedreht. Dadurch wird auch die Schmierung überflüssig.

Was bleibt übrig, wenn die Mechanik weit gehend aus der Anlage verbannt wird? Der vielpolige Synchrongenerator ist direkt mit dem Rotor der Turbine gekoppelt. Bevor die Energie ins Netz gespeist wird, muss sie über Umrichter und Transformator auf die Netzspannung und -frequenz angepasst werden. Denn weniger ist mehr.

VENSYS-Windenergieanlagen kommen ohne teure, verschleißanfällige Getriebe aus und gründen auf dem Generatorkonzept der Synchronmaschine mit Permanentmagneterregung.

Neben der Ersparnis von Erregerstrom für Elektromagneten kann auf zwei weitere Komponenten verzichtet werden: Der Schleifringkörper zur Übertragung der Energie vom stehenden Teil der Turbine in die Elektromagneten im drehenden Teil wird ebenso überflüssig wie der Gleichrichter, der den Anlagenstrom für die Magneten von Wechsel- in Gleichstrom umwandelt. Die Drehzahl des Rotors wird dabei direkt auf den hochpoligen Generator übertragen – ohne zwischengeschaltetes Getriebe! Der Zahnriemenantrieb für die Rotorblattverstellung der VENSYS 2.5 MW - 112 läuft wartungsarm und nahezu verschleißfrei.

Die Permanentmagnete sind am äußeren Mantel am Rotor angebracht und werden durch die Außenluft gekühlt. Im Vergleich zur Gleichstrom-Erregung steht die eingesparte Erregerleistung voll als zusätzlicher Energieertrag zur Verfügung. Dies bringt insbesondere im Teillastbereich Vorteile und verringert die Wärmebildung im Generator. Zudem kann man dadurch auf Schleifringe zur Übertragung des Erregerstromes verzichten – und so eine weitere, wartungsanfällige Komponente einsparen!

Bei der VENSYS 1,5-MW-Plattform erfolgt die Kühlung des Generators durch die Außenluft. Seine Wicklung ist dabei nur geringen Außenluftmengen ausgesetzt. Ebenso luftgekühlt ist auch der VENSYS-Frequenzumrichter. Der drehzahlvariable Generatorbetrieb mit nachgeschaltetem Frequenzumrichter verringert die Belastungen erheblich und macht die VENSYS-Windenergieanlage unempfindlich gegen Drehmomentstöße und Windböen.

Bei der VENSYS 2,5-MW-Plattform ist das Kühlsystem ein geschlossener Kreislauf, der die Wärme über Wärmetauscher an die Umgebung abführt. Durch Vollkapselung sind Wicklung und Generator-Innenraum vor äußeren Einflüssen wie salzhaltiger und feuchter Luft geschützt. Gleichzeitig kann man auf Kühlflüssigkeiten und Öle verzichten. Denn das Kühlsystem hat vor allem eine Aufgabe: Zu funktionieren, und dabei einfach und robust zu sein.

Mit dem permanentmagneterregten Hochleistungsgenerator in vollgekapselter Bauform wird es erstmals möglich, die an Land bewährte Technik getriebeloser Windenergieanlagen auf den Offshorebereich zu übertragen – mit der VENSYS- 2.5 MW-Plattform. Dank ihrer kompakten Bauweise ist die Turmkopfmasse mit 132 t für eine Multi-Megawatt-Anlage ausgesprochen gering.

Die Windenergieanlage ist speziell für Standorte im Binnenland ausgelegt und erzielt schon bei geringen Windgeschwindigkeiten hohe Erträge, Dafür sorgen 9.940 m² überstrichene Rotorfläche – das sind 4.615 m² mehr als beim Vorläufermodell VENSYS 1.5 - 82.

Das Rotorblattkonzept der VENSYS Windenergieanlagen setzt hinsichtlich Ertrag, Schallemission und Lastenminimierung Maßstäbe für den Stand der Technik in der Windenergietechnologie. Das Rotorblatt ist 55 Meter lang und verfügt über eine neu gestaltete Blattwurzel. Damit erhöht sich die Windausbeute an der Blattwurzel und gleichzeitig wird die Gesamtleistung der Anlage optimiert. Eine spezielle Rotorblattheizung taut Eisansatz im Winter ab und ermöglicht so einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.

Gute Windstandorte im Binnenland grenzen oft dicht an die Wohnbebauung an. Um diese Flächen nutzen zu können, bedarf es einer Windenergieanlage mit möglichst minimaler Geräuschemission. Aus diesem Grund beträgt der Schallleistungspegel der VENSYS 2.5 MW – 112 maximal 104 Dezibel bei Nennleistung - 10 m/s Wind. VENSYS Windenergieanlagen gehören zu den leisesten auf dem Markt. An lärmempfindlichen Standorten können die Windenergieanlagen je nach Wochentag, Tageszeit, Windgeschwindigkeit und Windrichtung vom Normalbetrieb auf einen schallreduzierten Betrieb umschalten. Bei einer Nabenhöhe von 143,5 m drehen sich die Rotorblätter in stärkerem und gleichmäßigerem Wind. Jeder Meter Höhengewinn steigert den Ertrag um bis zu 1 Prozent.

Technische Daten: