Erschienen am: 08.02.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 1+2 2018

Antriebe für urbane Seilbahn

Brest aus der Vogelperspektive

Wer sich in der französischen Stadt Brest fortbewegen will, kann das auf außergewöhnliche Weise tun - per Seilbahn. Die beiden Gondeln befördern bis zu 60 Personen über den Fluss Penfeld. Für die hohe Zuverlässigkeit und Energieeffizienz der Anlage sorgt moderne industrielle Antriebstechnik.


Die neue Seilbahnstrecke in Brest verbindet die Flussufer miteinander.
Bild: Leroy-Somer Marbaise GmbH

Die Stadt Brest will mit der urbanen Seilbahn die Stadtentwicklung entlang der Flussufer und die geschäftlichen Beziehungen zwischen beiden Seiten fördern. Über 420m hinweg verbindet sie das Stadtzentrum mit dem neuen Bezirk Capucins, der auf 16ha eines ehemaligen Militärgeländes neu entsteht. Das System basiert auf origineller und innovativer Technik: Die beiden Gondeln kreuzen sich übereinander und nicht wie üblich nebeneinander auf gleicher Höhe. Beide Kabinen kommen an ihren Endpunkten somit auf der gleichen Plattform an. Die Ausmaße des Systems und der Endstationen fallen damit kleiner aus, was auch zu geringeren Baukosten führte. Die Gondeln bewegen sich über nur einen Stahlmast, der sich in die Umgebung mit Werften und Kranen passend einfügt. Jede Gondel ist an zwei Tragseilen mit 50mm Durchmesser befestigt, die ein Gewicht von 88t aufweisen. Die Gegengewichtswirkung, wie sie bei Anlagen in Bergen zu beobachten ist, wird hier vermieden, da die Gondeln sich über den größten Teil der Strecke gleichzeitig bewegen.

Geringer Stromverbrauch

Eine der Herausforderungen in Brest war die Umsetzung einer energieeffizienten Lösung, die Bremsenergie nutzt. Allerdings haben die Energieversorger noch keine systematische Lösung entwickelt, um das volle Potenzial der Rückspeisung in ihr Netz nutzen zu können. Der gesetzliche Rahmen sieht dies zwar bei der Solarenergieerzeugung vor, aber nicht, wenn Systeme Energie verbrauchen und innerhalb kurzer Zeit wieder ins Netz zurückspeisen wollen. Deshalb kommen in der Anlage Superkondensatoren zum Einsatz, die anfallende Energie speichern, sobald sich die Gondeln nach unten bewegen. Die Energie wird dann bei der nachfolgenden Auffahrt wieder verwendet. Das Projekt wurde an die Firmen Bartholet für die Seilbahn-Konstruktion und an Seirel für das Transportsystem vergeben. "Wir haben mit verschiedenen Lieferanten gesprochen", erklärt Seirel-Projektmanager Thomas Savin. "Leroy-Somer verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit dieser Art von Anwendung und war imstande, alle elektromechanischen Komponenten zu liefern."

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Antriebstechnik aus der Industrie

Das Herzstück des Systems, also der Antrieb für die Zugseile, besteht aus zwei neuen Asynchronmotoren vom Typ Imfinity LC-315 (300kW, 1.500U/min, 460V) mit Flüssigkeitskühlung, die in Master/Slave-Anordnung auf der gleichen Welle montiert sind. Damit steht als zusätzliche Option doppelte Redundanz zur Verfügung, da einer der beiden Motoren ausreicht, um den Betrieb im Basismodus mit niedriger Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten. Die Motoren werden von zwei Leroy-Somer-Umrichtern vom Typ Powerdrive MD2S angesteuert, die über Powerdrive-MD2R-Active-Frontend-Gleichrichter versorgt werden. Letztere sind an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Ein DC-Wandler von Leroy-Somer steuert den Betrieb der M65V385F-Superkondensatoren des Anbieters Blue Solutions. Sie wurden speziell für die Anforderungen industrieller Anwendungen mit hoher Leistung entwickelt und erfüllen anspruchsvolle Spezifikationen. Konkret bedeutet das: Sie laden und entladen sich innerhalb weniger Sekunden und bieten eine Lebensdauer von mehreren hunderttausend Zyklen. Bei einem Netzstromausfall erfolgt ein Notbetrieb mit einem Stromaggregat mit einem LSA-44.3-Niederspannungs-Wechselstromgenerator von Leroy-Somer. Damit ist sichergestellt, dass die Gondeln in die Stationen zurückkehren können. Die Sicherheit wurde bis ins kleinste Detail durchdacht, um größtmöglichen Schutz der Passagiere bei allen Eventualitäten zu gewährleisten. "Es ist das erste Mal, dass ein Seilbahnsystem mit einem Energierückgewinnungssystem und Batterien ausgestattet wurde", sagt Nicolas Chapuis, Managing Director bei Bartholet. "Die Seilbahn wird zweifellos weltweit eine Inspiration für ähnliche und andere Projekte sein."

Leise und kompakt

"Eine weitere Herausforderung bei diesem Projekt war, dass die zur Installation zur Verfügung stehende Fläche für die Motoren in unmittelbarer Nähe zu den Fahrgästen liegt. Das neuartige Industriedesign des Projekts sorgt dafür, dass die Motoren nur wenige Zentimeter hinter einem Glasschrank, sichtbar für die Fahrgäste, installiert sind. Die Gerätschaften müssen also leise und kompakt sein, um alle Anforderungen an die Ergonomie und den Fahrgastkomfort zu erfüllen. Durch ihre Flüssigkeitskühlung sind die Imfinity-LC-Asynchronmotoren bis zu 25 Prozent kompakter als ein luftgekühlter Motor gleicher Leistung. Die Geräuschentwicklung wurde um 10 bis 20dB reduziert, was einen leisen Betrieb garantiert. Dieser Vorteil ergibt sich durch den Kühlkreislauf, der das Motorsystem vollständig umgibt. Der zuverlässige, kompakte Aufbau und die Premium-IE3-Energieeffizienz zeichnen den Motor hier aus. Die LC-Serie steht mit einer Leistung von 150kW bis 1,5MW zur Verfügung und eignet sich gerade dann, wenn der Motor in unmittelbarer Nähe zum Bediener oder zur Anwendung installiert werden soll. Zudem erfüllen die Motoren die steigenden Anforderungen an einen leisen Betrieb.

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Energie mehrfach nutzen

Die Strecke der Seilbahn eignet sich besonders gut für ein Energierückgewinnungssystem, da es zuerst beim Aufstieg und dann während der Abfahrt zum Einsatz kommt. Dabei liegen die Abfahrts- und Ankunftspunkte auf gleicher Höhe. Energie wird nur verbraucht, um den höchsten Punkt der Strecke zu erreichen. Ist dieser überwunden, wird bei der Abfahrt Bremsenergie freigesetzt, die in das System eingespeist wird, um sie wieder für den nächsten Aufstieg zu nutzen. Die Energiekosten sinken damit erheblich. "Diese Errungenschaft lässt sich auch in anderen industriellen Applikationen umsetzen, z.B. bei Hebeanwendungen", erklärt Thomas Savin. "Die theoretischen Energieeinsparungen können dann mehr als 90 Prozent betragen - allerdings sind die Superkondensatoren heute noch das Haupthindernis. Hier wurden sie so dimensioniert, dass sie etwa die Hälfte der erforderlichen Energie speichern können. Allein diese Kosten schlugen mit 200.000€ zu Buche. Wir gehen aber davon aus, dass die Kosten für solche Kondensatoren in Zukunft deutlich sinken werden."

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