Weniger Komponenten, höhere Rentabilität. Siemens 3.0 MW getriebelose Windenergieanlagen. Answers for energy.

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1 Weniger Komponenten, höhere Rentabilität Siemens 3.0 MW getriebelose Windenergieanlagen Answers for energy.

2 Maximale Leistung mit 50 Prozent weniger Teilen 2

3 Windenergieanlagen sind auf dem besten Weg, die Leistungsfähigkeit konventioneller Kraftwerke zu erreichen. Daher suchen Betreiber von Windenergieanlagen weltweit nach Lösungen für mehr Gesamt- und Kosteneffizienz. Die Lösung von Siemens: Steigerung der Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit durch innovative Technologie. Die Innovation der getriebelosen 3.0-MW- Windenergie anlagen von Siemens entsteht aus der durchgängigen Implementierung eines höchst effizienten Generatorkonzepts. Mit nur der Hälfte an Teilen konventionell angetriebener Turbinen und weitaus weniger als der Hälfte an beweglichen Teilen sind die getriebelosen Windenergie anlagen einfach zu warten und äußerst zu verlässig. Zudem ermöglicht das kompakte Design in den meisten Märkten einen kostengünstigen Transport mit Standardfahrzeugen. 3

4 » Weniger Komponenten, mehr Rentabilität: Was früher nur ein Traum war, ist heute serienreif. Umfassende Tests haben gezeigt, dass die neue getriebelose Wind energieanlage eine zuverlässige Investition in die Zukunft der Energieerzeugung ist.«henrik Stiesdal, CTO, Siemens Wind Power Leistungsfähigkeit und Rentabilität gehen Hand in Hand Für das Design einer Windenergieanlage ist ein ganzheitlicher Blick auf Design, Konstruktion und Aufbau, Werkstoffe, Prozesse, Fertigung und Installation entscheidend. Bei der Entwicklung der 3.0-MW-Wind energieanlagen hatte Siemens das ehrgeizige Ziel, die Anzahl der Komponenten um die Hälfte zu ver ringern und gleichzeitig die Leistung zu erhöhen. Dank innovativer Ingenieur leistung ist diese Vision heute Realität. Der getriebelosen Windenergieanlage gelingt eine sorgfältig austarierte Balance zwischen all diesen Faktoren in einem kompakten System, das über das Potenzial verfügt, Instandhaltungskosten und Wartungszeiten deutlich zu senken. Geringere Komplexität Ungeachtet dessen, wie zuverlässig die Getriebe der Siemens-Windenergieanlagen in der Vergangenheit waren, bleibt das Getriebe stets die komplexeste Komponente einer Windenergieanlage. Der Verzicht auf das Getriebe verringert daher die Komplexität und erhöht die Zuverlässigkeit. Aufgrund des höheren Wirkungsgrades hat sich Siemens für einen Generator mit Permanentmagneten entschieden. Im Gegensatz zu einer elektrisch erregten Maschine mit Getriebe wendet eine mit Permanentmagneten erregte Maschine keine Energie für die Erregung selbst auf. Zudem sind 3.0-MW-Windenergieanlagen mit einem als Außenläufer konstruierten Rotor ausgestattet, bei dem der Rotor sich außen um den Stator dreht. Diese Kon struktion bietet die Möglichkeit, den Rotor innerhalb enger Toleranzen zu betreiben, wodurch die Abmessungen der Gondel kompakt gehalten werden können. 4

5 Einfachere Konstruktion Trotz der kompakten Bauweise hat Siemens den Servicetechnikern sogar mehr Platz für ihre Arbeit gegeben. Die drastische Reduzierung der Teile hat eine relativ geräumige Umgebung innerhalb der Gondel geschaffen, in der die wesentlichen Komponenten direkt zugänglich sind. Durch dieses»plug-and-play-konzept«können die meisten Komponenten ohne Auswirkung auf andere Bauteile ausgetauscht werden. Das oben auf dem Maschinenhaus platzierte passive Kühlsystem verbessert die Energieeffizienz. Darüber hinaus verfügen 3.0-MW-Windenergieanlagen über ein duales Kühlsystem, das für eine gleichmäßige Kühlung des Generators sorgt. So ist auch die erwartete Nutzungsdauer des Kühlmittels höher, was wiederum der Zuver lässigkeit und Leistung zugutekommt. Von den fünf Hauptkomponenten einer Windenergie anlage, Rotorblatt, Rotornabe, Gondel, Turm und Steuereinheit, wurden bis auf die Gondel alle Komponenten aus dem bestehenden Siemens-Portfolio übernommen. Durch die Nutzung dieser bewährten Technik konnte Siemens viele Unwägbarkeiten ausschließen, die sonst mit der Einführung eines so innovativen Produktes ein hergehen. Erleichterung bei Transport und Errichtung Die Gondel hat eine Länge von 6,8 Metern und einen Durchmesser von 4,2 Metern. Mit einem Gewicht von 73 Tonnen ist sie»leicht«genug, um auf Lastwagen transportiert zu werden, die in den meisten größeren Märkten generell verfügbar sind. Die Abmessungen dieser Windenergieanlage ermöglichen weiterhin eine höhere Flexibilität beim Straßentransport. Bei der Konstruktion wurden die lichten Höhen und Weiten wichtiger Brücken und Tunnel bereits berück sichtigt, sodass 3.0-MW-Windenergieanlagen auch über Strecken befördert werden können, auf denen Transporte dieser Art sonst nicht möglich sind. Dank ihrer geringen Maße ist es möglich, die Gondel in einem Stück zu transportieren. So lassen sich teure und riskante Montagearbeiten an kritischen Komponenten am Standort vermeiden. 5

6 Die kompakte Bauweise des Systems mit einer geringeren Anzahl rotierender Verschleißteile ist eine ideale Grundlage für einen rentablen Einsatz in vielfältigen Anwendungen. Echte Kompetenz: ausgereifte Technologie, fortschrittliches Design Netzverhalten mit dem NetConverter Mit zunehmender Netzeinspeisung von Windenergie steigen die Anforderungen an die Netzstabilität. Siemens setzt Maßstäbe auf dem Gebiet der Netzverträglichkeit. Die Funktion des Umrichters ist in das NetConverter - System von Siemens bereits integriert. Der erzeugte Strom wird vollständig umgerichtet und so die Dynamik von Generator und Turbine effizient vom Netz entkoppelt. Durch das NetConverter -System kann die Windenergieanlage sowohl Spannung als auch Frequenz und abgegebene Leistung hochflexibel regulieren und zudem Netzstörungen sicher durchfahren (»Fault ride-through«). Daher können Siemens-Windenergieanlagen so konfiguriert werden, dass sie eine Vielzahl maßgeblicher Netz zugangsvorschriften in den wesentlichen Märkten erfüllen und ohne weiteres ans Netz angeschlossen werden können. Siemens IntegralBlade Die Rotoren der 3.0 MW werden mit der patentierten IntegralBlade -Technologie gefertigt. Die Rotorblätter werden in einem einzigen Produktionsschritt und in einem Stück ohne Klebefugen aus glasfaserverstärktem Epoxid harz hergestellt. Dies reduziert das Risiko von Schäden an den Rotorblättern, die durch Umwelteinflüsse verursacht werden können. Wirksamer Blitzschutz Die 3.0-MW-Windenergieanlage verfügt über einen wirksamen Blitzschutz. Ihre gesamte Grundkonstruktion entspricht der internationalen Blitzschutznorm IEC (Lightning Protection Level I). Türme Siemens bietet den jeweils passenden Turm-Typ für jeden Einsatzort. Der bekannte und bewährte Stahlrohrturm ist inzwischen zu einem Standard geworden, der eine ein fache Montage ermöglicht. Der neue Stahlschalenturm für Turmhöhen von über 115 Metern ermöglicht einen Einsatz bei Nabenhöhen von bis zu 142,5 Metern. Darüber hinaus entsprechen seine Komponenten den üblichen Transportanforder ungen, so dass er auch in Gebieten mit engen Zufahrten, beispielsweise in Berg- oder Waldgebieten, errichtet werden kann. Rotoren Die drei verschiedenen wählbaren Rotordurchmesser machen 3.0-MW-Windanlagen zur idealen Wahl für ein breites Spektrum an Windverhältnissen. 6

7 Überstrichene Fläche: m 2 Überstrichene Fläche m 2 Überstrichene Fläche: m 2 Rotordurchmesser: 101 m Rotordurchmesser: 108 m Rotordurchmesser: 113 m SWT IEC IA Rotordurchmesser 101 m Blattlänge 49 m Überstrichene Fläche m 2 Nabenhöhe 74,5 99,5 m* Leistungsregelung pitchreguliert Jährliche Leistung bei MWh 7,5 m/s Gondelgewicht 73 t Rotorgewicht 60 t *ortsspezifisch SWT IEC IB / IIA Rotordurchmesser 108 m Blattlänge 53 m Überstrichene Fläche m 2 Nabenhöhe 79,5 99,5 m* Leistungsregelung pitchreguliert Jährliche Leistung bei MWh 7,5 m/s Gondelgewicht 73 t Rotorgewicht 60 t SWT IEC IIB Rotordurchmesser 113 m Blattlänge 55 m Überstrichene Fläche m 2 Nabenhöhe 79,5 142,5 m* Leistungsregelung pitchreguliert Jährliche Leistung bei MWh 7,5 m/s Gondelgewicht 73 t Rotorgewicht 67 t SWT Die robuste Windenergieanlage für besonders raue Bedingungen Die SWT wurde so konstruiert, dass sie höchsten Windgeschwindig keiten und stärksten Turbulenzen standhält. Extreme Windbedingungen setzen eine Turbine immensen Lasten aus. Die SWT ist so ausgelegt, dass sie auch unter den härtesten Betriebsbedingungen der Welt zuver lässig arbeitet. Die SWT nutzt den gleichen Rotor wie die SWT Windenergieanlage von Siemens mit Getriebe. Durch den Einsatz bewährter Komponenten vereint Siemens Innovation und Investitionssicherheit. SWT Die langlebige Turbine für starken Wind Bei starkem Wind unter weniger kom plexen Umgebungsbedingungen bietet die SWT eine aus ge - zeich nete Kombination aus großem Rotor und robustem Design. Beim neuen B53 Quantum-Blade-Rotorblatt mit einem Durchmesser von 108 Metern kommt das innovative aeroelastische Siemens Rotorblatt-Design erstmals voll zur Anwendung. Es ermöglicht einen größeren Rotordurchmesser und höhere Energieausbeute bei gleichzeitiger Minimierung der Konstruktionslast. Dadurch werden mit der SWT ge ringere Energieerzeugungskosten bei mittleren bis hohen Windgeschwindigkeiten realisierbar. SWT Starke Leistung bei mäßigem Wind Die SWT wurde mit dem größten Rotor der 3.0-Baureihe aus gestattet, um die Energieausbeute an Standorten mit mäßigen Windverhältnissen zu erhöhen. Auch hier sorgt die innovative Rotor blatt- Konstruktion für einen echten Wettbewerbsvorteil der Siemens-Windenergieanlage. Die neu gestaltete Blatt spitze und Blattwurzel des B55-Quantum-Blade-Rotorblatts ermöglichen einen für diese Maschinengröße maximalen Energiegewinn. Darüber hinaus ist die SWT durch ihre geringe Rotorgeschwindigkeit leiser im Betrieb. Die hohe Erzeugungsleistung bei geringem Geräuschpegel macht die SWT zur idealen Lösung für die meisten Binnenstandorte in aller Welt. 7

8 Herausgeber und Copyright 2012: Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstraße Erlangen, Deutschland Siemens AG Wind Power Lindenplatz Hamburg, Deutschland Wünschen Sie mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an unser Customer Support Center. Tel.: Fax: (Gebühren in Abhängigkeit vom Provider) support.energy@siemens.com Renewable Energy Division Bestell-Nr. E50001-G310-A161-V1 Gedruckt in Deutschland Dispo c4bs Nr fb 5123 WÜ WS Gedruckt auf elementar chlorfrei gebleichtem Papier. Alle Rechte vorbehalten. Die in diesem Dokument genannten Handelsmarken und Warenzeichen sind Eigentum der Siemens AG bzw. ihrer Beteiligungsgesellschaften oder der jeweiligen Inhaber. Änderungen vorbehalten. Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.