Großprüfstand für Windkraft-Gondeln mit Kupplung von Voith

Fraunhofer IWES betreibt das groß angelegte Testsystem DyNaLab für Windenergie in Bremerhaven. (Foto: IDOM)
Fraunhofer IWES betreibt das groß angelegte Testsystem DyNaLab für Windenergie in Bremerhaven. (Foto: IDOM)
17.03.2017

Der Großprüfstand des Fraunhofer IWES für Windkraftgondeln ermöglichte es neue Windenergieanlagen ausgiebig zu testen ohne einen vollständigen funktionstüchtigen Prototyp errichten zu müssen. Um die € 35 Mio. Investition zu schützen wurde eine SafeSet Kupplung von Voith angebracht. Sie schützt den Prüfstand vor Drehmomentspitzen im Antriebsstrang.

Zwischen 2010 und 2015 stieg die global installierte Windenergieleistung von 198 GW auf 487 GW und es ist damit zu rechnen, dass sich dieser Trend noch fortsetzt. Um Herstellern die Möglichkeit zu geben neue Entwicklungen ausführlich zu testen, ohne einen vollständigen Prototypen auf einem Testfeld zu errichten, hat das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) den neuen Dynamic Nacelle Testing Laboratory (DyNaLab) gebaut. Damit steht erstmals eine Großtestanlage für Windkraftanlagen zur Verfügung, die alle real auftretenden Kräfte umfassend simuliert.

Das DyNaLab, in dessen Errichtung eine Summe von ca. € 35 Mio. investiert wurde eignet sich für Tests von On- und Offshoregondeln bis zu einer Leistung von 8 MW. Die Anlage ist weltweit einzigartig und verkürzt das Zertifizierungsverfahren laut Fraunhofer IWES deutlich, da zulassungsrelevante Situationen gezielt und in beliebiger Häufigkeit simuliert werden können. Dies soll die Kosten für den Hersteller signifikant verringern.

Basis des realitätsgetreuen Testverfahrens mit vielfacher Verlagerung sind zwei Synchronmotoren in Tandemanordnung, die jeweils eine Antriebsleistung von 5 MW liefern und ein Nenndrehmoment von 8.600 kNm in die Gondel einleiten. Zum Schutz des Prüfstandes wurde eine SafeSet Kupplung der Voith GmbH installiert. Mit einem maximalen Auslösemoment von 15.000 kNm schützt sie die gesamte Anlage vor der Gefährdung durch Schäden am Testobjekt oder elektrische Fehler.

Das Wirkprinzip der Kupplung ist denkbar einfach: Eine doppelwandige hohle Hülse, die mit unter Druck gesetztem Öl gefüllt ist, sorgt für eine kraftschlüssige Verbindung. Dabei hält ein Abscherventil den Öldruck aufrecht um damit den Kraftübertrag zu sichern. Bei Erreichen des Auslösemoments rutscht die SafeSet und trennt den Kopf des Abscherventils ab. Als Folge entweicht das Öl und die Verbindung löst sich. Es wird kein weiteres Drehmoment übertragen. Nachdem der Fehler behoben ist, lässt sich der Druck wieder aufbauen und der Test kann ohne weiteres fortgeführt werden. Der Öldruck kann nach den Erfordernissen im Test angepasst werden, wodurch die Kraftübertragung einfach anzupassen ist.

Philipp Kronsbein / Voith

Google+