Neue Turbinenkonstruktion erschließt das volle Potenzial der Windenergie in tiefen Gewässern
Das spanische Start-up-Unternehmen Optimized Generators (OptiGen) hat einen 15-MW-Windturbinengenerator entwickelt, der in Bezug auf Kosten, Gewicht und Reparierbarkeit die derzeitigen Konstruktionen in den Schatten stellen soll. Der Generator ist ein wichtiger Meilenstein im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts LIGHTWIND(öffnet in neuem Fenster) und wird dazu beitragen, einige der größten Probleme des schwimmenden Offshore-Windsektors zu lösen und Europa der Klimaneutralität einen Schritt näher zu bringen. Über 80 % des weltweiten Offshore-Windenergiepotenzials liegt in Gewässern, die tiefer als 60 Meter sind, also zu tief für Festlandturbinen. Schwimmende Offshore-Windturbinen könnten eine Lösung darstellen, aber Herausforderungen wie komplexe Installationen, exorbitante Reparaturkosten und kopflastige Gondeln – die Gehäuse, in denen die Energieerzeugungskomponenten der Turbinen untergebracht sind – schränken die Rentabilität von Windparks in großem Maßstab ein.
Keine massiven Lager mehr
Die zum Patent angemeldete modulare Antriebsstrangtechnologie von OptiGen adressiert diese Probleme auf verschiedene Weise. Ein Schlüsselaspekt der Technologie ist, wie Santiago Canedo, Mitbegründer und CTO des Unternehmens, in einem kürzlich erschienenen Artikel auf Pressemitteilung(öffnet in neuem Fenster) erklärt, „dass keine großen Lager verwendet werden, die heutzutage aufgrund ihrer hohen Ersatzkosten eine der größten Herausforderungen der Offshore-Windenergie darstellen.“ Stattdessen „verwendet OptiGen ein Rad-Schiene-System in unmittelbarer Nähe des Luftspalts des Generators, mit dem wir die Steifigkeit der tragenden Strukturen reduzieren und die Fertigungstoleranzen verringern können, während gleichzeitig die Stabilität des Luftspalts unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet wird.“
Leichtere Gondel, einfachere Wartung
Ein weiterer entscheidender Vorteil der Konstruktion besteht darin, dass sie das Gondelgewicht um 35 % reduziert. Der vielleicht größte Vorteil, so Stefan Keller, Mitbegründer und technischer Berater des Start-ups, liegt jedoch im Betrieb und in der Wartung: „Das System ist aufgrund seiner offenen Bauweise sehr einfach zu inspizieren, so dass alle mechanischen und elektrischen Komponenten an Ort und Stelle ausgetauscht oder repariert werden können, ohne dass große Kräne, Hubschiffe oder das Schleppen in den Hafen im Falle von schwimmenden Windkraftanlagen erforderlich sind. Diese Innovation ermöglicht es, das volle Potenzial der schwimmenden Offshore-Windenergie auszuschöpfen und gleichzeitig die Abhängigkeit von seltenen Erden zu minimieren und die Reparierbarkeit zu verbessern. Neben der geringeren Verwendung von seltenen Erden präsentieren sich weitere Umweltvorteile, darunter ein geringerer Turbinenbedarf pro Gigawatt, wodurch die Störung des Meeresbodens verringert wird, sowie weniger Emissionen, da weniger Stahl verwendet wird und weniger kostspielige Rückschleppungen zu Wartungszwecken erforderlich sind. Die 15-MW-Konstruktion wird zwei Labortests unterstützen: einen zur Bewertung der Ermüdung des Rollkontakts und einen weiteren zur Untersuchung des gesamten mechanischen Systems in verkleinertem Maßstab. Diese Tests sollen bis Ende 2025 bzw. Mitte 2026 in Betrieb genommen werden. Die Ergebnisse werden eine wichtige Rolle bei der Validierung der Konstruktionsmethoden spielen und sicherstellen, dass die Technologie in großem Maßstab durchführbar ist. Bis zum Ende von LIGHTWIND (LIGHTWIND: A DISRUPTIVE DRIVE-TRAIN FOR ULTRALIGHT AND LOWER COST WIND TURBINES) im Jahr 2027 plant OptiGen, die 15-MW-Konstruktion zu optimieren, und neue Konstruktionen mit 22 MW und 30 MW Leistung einzuführen. „Die Offshore-Windkraft ist eine subventionierte Energiequelle, die bahnbrechende Innovationen benötigt, um auf dem Strommarkt wettbewerbsfähig zu sein und in großem Maßstab eingesetzt werden zu können“, erklärt OptiGen-Mitbegründer und CEO Blai Pié. „Wir hoffen, dass unsere Technologie ein wichtiger Schritt sein wird, um dieses Ziel zu erreichen, bevor es für unseren Planeten zu spät ist.“ Weitere Informationen: Website des LIGHTWIND-Projekts(öffnet in neuem Fenster)
