Von der Konzeptentwicklung über die Konstruktion der Maschinenelemente, dynamische Simulationen und Analysen, Lastberechnungen, FEM-Rechnungen, Betrachtungen zum Netzverhalten, Betriebsführung und Regelung bis hin zur Auslegung und Spezifizierung der elektrischen und sicherheitstechnischen Systeme gehört alles mit zur W2E-Leistung. Eine Neuentwicklung findet immer gemeinsam mit einem Partner statt. Die Entwicklungsergebnisse werden als Lizenzen verkauft. Sie bestehen aus einer Dokumentation, mithilfe derer ein Lizenznehmer, der keine eigene Entwicklungsabteilung hat oder auch branchenfremd sein kann, eine Anlage produzieren, errichten, in Betrieb setzen und warten kann. \“Wir verkaufen eine Art Baukasten\“, beschreibt Thomas Schuckart das Geschäftsmodell. Er gehört zum Gründerteam des Unternehmens und ist verantwortlich für das Process Engineering bei Wind to Energy. Ein überzeugendes Konzept Den Lizenznehmer begleitet W2E bei der Markteinführung, Qualitätssicherung, dem Servicekonzept, der Vermessung, den Tests während der Betaserie sowie der Serieneinführung. \“Da alle Komponenten und ihre Hersteller in der Dokumentation aufgeführt sind, werden die Lieferantenbeziehungen sozusagen gleich mitgeliefert\“, erklärt Anke Hinske als Dokumentationsverantwortliche. Somit bieten die Rostocker ein effektives Konzept für die Einführung neuer Windtechnologien in den Markt. Nach der 1,3MW- und der serienreifen 2,5MW-Anlage starteten die Rostocker 2008 die Entwicklung einer 2,0MW-Anlage. Als Partner agiert der Windenergieanlagenhersteller Fuhrländer. Im Zuge des neuen Projektes sollte auch eine neue Steuerung integriert werden. Dafür testeten die Ingenieure mehrere Hersteller, darunter auch Bachmann electronic. Diese sollten ein Testprogramm mit unterschiedlichen Funktionen aufsetzen. \“Der Teufel liegt oft im Detail, woran einige gescheitert sind\“, erinnert sich Schuckart. \“Wir wollten die Offenheit sehen.\“ Im Gegensatz zu anderen habe Bachmann die Lösung gemeinsam mit W2E entwickelt und daher den Test mit Bravour bestanden. \“Sowohl die Offenheit der Bachmann-Mitarbeiter als auch die der Systeme haben uns überzeugt\“, ergänzt Hinske. Chance der Weiterentwicklung \“Überzeugt hat uns bei der Wahl unseres neuen Steuerungslieferanten, dass wir das Level der Automatisierung erhöhen können, weil uns nicht nur eine Technologie zur Verfügung gestellt wird, sondern auf Kundenwünsche schnell und in besonderer Form eingegangen wird\“, begründet Schuckart die Wahl Bachmanns nach dem Test. Darin habe man eine Chance gesehen, sich weiterzuentwickeln und Innovationen voranzutreiben – auf beiden Seiten. \“Der Grad unserer Zusammenarbeit ist sehr hoch, sie findet auf Augenhöhe statt und ist vielmehr eine Partnerschaft\“, sagt der Entwickler. \“Mit den Systemlösungen wie Steuerung, GMP, Safety, CMS usw. liefert Bachmann die Basis für unsere zukünftigen Entwicklungen von Windenergieanlagen, wir setzen darauf unser Know-how auf und werden dabei von Bachmann unterstützt\“, beschreibt der Ingenieur den Grundgedanken der Zusammenarbeit. \“Die Lösungen passen in unsere Ideen und wir schätzen die Innovationsfreudigkeit.\“ Was W2E brauche, entwickle man gemeinsam mit Bachmann. So liegt der 2,0MW-Anlage mit einem neuartigen Azimut- und Steuerungssystem die Bachmann M1-Steuerung zugrunde. Hauseigene Technologien Die W2E-Anlagen verfügen über ein patentiertes Triebstrangkonzept, das sich in Aufbau und Integration widerspiegelt – das sogenannte Larus Compact. \“Kräfte vom Rotor werden in den Turm abgeleitet, bevor sie in den Triebstrang übergehen\“, erläutert Hinske das Prinzip. \“Dadurch wird der Kostenaufwand für Wartungen und Reparaturen erheblich reduziert. Eine hohe Verfügbarkeit und Langlebigkeit der Komponenten sind gewährleistet.\“ Darüber hinaus führt das Plug & Play-Konzept als zentrales Entwicklungskriterium zu weniger Verdrahtungsaufwand. Das erklärt sich durch steckbare elektrische Anschlüsse in der gesamten Anlage. Monteure haben zu allen Teilsystemen der Triebstrangstruktur Zugang, um im Wartungs- oder Austauschfall nur die jeweils betroffenen Teile bewegen zu müssen. Der Schleifring ist ebenfalls steckbar und der Zugang zu Filtern ist ebenso einfach gehalten wie deren Austausch. Das Pitchsystem ist von zentraler Bedeutung bei einer WEA, da es wesentlich über die Lasten der gesamten Anlage und über die Sicherheit bei Überdrehzahlen entscheidet. Hierfür hat W2E das Larus Smart entwickelt, mit dem Betriebslasten um 20 bis 25% reduziert und Extremlasten entschärft werden können. Auch dies funktioniert nach dem Baukastenprinzip, denn es ist dreifach komplett unabhängig in den einzelnen Pitch-Achsen. \“Redundant sozusagen und mehr als nur eine Bremse\“ fügt Hinske an. Dadurch wird eine sanfte Fahrt der Pitches möglich. Sicherheit in neuer Form Was sich in der Industrie bereits als Sicherheitstechnologie bewährt hat, setzen die Experten aus Rostock auch in der Windbranche ein. Mit ihrem Sicherheitssystem Larus Safe auf Basis der Bachmann-Safety-Lösung wird anstelle einer Sicherheitskette mit einer Matrix gearbeitet. Es reagiert auf auslösende Geräte und Signale wie Not-Aus, Vibrationsschalter, Grenzwertrelais oder ähnliches selektiv. Durch eine ereignisorientierte, differenzierte Auslösung der Aktuatorebene werden Kräfte und Momente als Extremlasten reduziert. So entsteht ein deutlich geringerer Verschleiß beispielsweise der Bremsen oder des Getriebes und eine höhere Komponentenlebensdauer ist die Folge. Zertifiziert und allen Anforderungen gewachsen Mit der programmierbaren Sicherheitstechnik von Bachmann lassen sich alle Vorschriften und Funktionen wie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG oder die GL-Richtlinie ohne Zusatzaufwand umsetzen, was einen Serieneinsatz vereinfacht. Einschließlich der notwendigen Programmier-Tools und Funktionsbausteine sind die Sicherheitsbaugruppen nach den maßgeblichen Normen beim TÜV Süd, u.a. nach ISO13849 und nach EN954, zertifiziert. Darüber hinaus sorgt die UL508-Zulassung für Sicherheit beim Einsatz auf dem amerikanischen Kontinent. Die eigentliche Entwicklung der 2,0MW-Anlage ist abgeschlossen und befindet sich nun in der Prototypen- beziehungsweise Betaphase. In China und Deutschland sind jeweils bereits zwei Anlagen errichtet und in Betrieb genommen. Für dieses Jahr sind mindestens 50 weitere in den Märkten China, Indien, USA und Brasilien in der konkreten Planung. Die 2,0MW-Anlage ist für die Windklassen IEC2a beziehungsweise 3a ausgelegt, enthält alle nötigen und gängigen Zertifizierungen und entspricht den Anforderungen der Grid Codes. Unterstützend bei der Erfüllung der Anforderungen der Grid Codes ist das Netzmessungs- und Überwachungsmodul GMP232 von Bachmann. Es verknüpft die Messwerterfassung mit der Netzüberwachung und Aufgaben des Netzmanagements. \“Das GMP hilft, das Verhalten der Anlage transparenter zu machen\“, sagt Hinske. Mithilfe der integrierten Scope-Funktion können wichtige Netzgrößen hochauflösend dargestellt werden. Als vollständig in das System integriertes Modul liefert das GMP zusammen mit anderen Anlagenparametern differenzierte Entscheidungskriterien, um auch die erhöhten Anforderungen an die einzelne Anlage während eines Netzfehlers zu beherrschen und einen stabilen Betrieb des Verteilnetzes zu ermöglichen. Mit dem Einsatz des GMP erfüllt W2E auch die Voraussetzungen für den Erhalt des SDL-Bonus nach der SDLWind-Verordnung. Verkürzte Entwicklung dank Wind Tool Box W2E setzt auch auf die Wind Tool Box von Bachmann – genannt Wind Turbine Essentials (WTE). Dabei handelt es sich um ein Softwarepaket, das auf die Bedürfnisse von WEA-Hersteller zugeschnitten ist. Es hilft, die Zeiten zur Entwicklung und Inbetriebnahme der Steuerungssoftware und der Visualisierung erheblich zu reduzieren. Die WTE deckt dazu viele standardisierte Aufgabenstellungen bei der Automatisierung einer Windturbine ab. Wiederkehrende Funktionen müssen dadurch nicht mehr im Betriebsführungsprogramm implementiert werden, sondern können in einem Konfigurationswerkzeug im Solution Center vorbereitet, auf der Steuerungs-CPU ausgeführt und in einer Visualisierung überwacht und bedient werden. Schnellere Optimierung
Bachmann electronic GmbH
