Hoch hinaus

Weltweit schreitet der Zubau an Windkraftanlagen voran. Das ist gut für das Klima. Auf hoher See entstehen Windräder mit Gondelhöhen von mehr als 100 Metern und Rotordurchmessern von fast 170 Metern. Das erhöht die Stromausbeute und die wirtschaftliche Effizienz. Mit leistungsfähigen Komponenten und Betriebsstoffen trägt Freudenberg zum Erfolg der Windkraft bei.

Der Name mag für deutsche Ohren martialisch klingen, doch er benennt ganz unkriegerisch ein unter der Meeresoberfläche liegendes Riff in der Ostsee. Und hier, auf einem Meeresgebiet von 132 Quadratkilometern zwischen Deutschland, Dänemark und Schweden, entsteht der Offshore-Windpark „Kriegers Flak“. In schwindelerregenden Höhen von mehr als 100 Metern werden riesige Türme errichtet, die Gondeln tragen, und mehr als 80 Meter lange Rotorblätter, die Windräder auf Gesamthöhen von nahezu 200 Metern bringen. Zum Vergleich: der Kölner Dom ist nur 157 Meter hoch. Die 72 Anlagen der neuesten Generation, die 2021 in „Kriegers Flak“ installiert worden sind, gehören zu den leistungsstärksten der Welt, jedes einzelne Windrad leistet bis zu acht Megawatt. Und das hat einen guten Grund. Denn stärkere Anlagen benötigen bezogen auf den Energieertrag weniger Fundamente, weniger Türme, weniger Kabel – und lassen sich deswegen wirtschaftlicher betreiben. Immer mehr Anlagen kommen inzwischen ohne Zuschüsse aus. Damit etabliert sich die Windkraft als eigenständige, klimafreundliche Energieform.

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hoch sind die Windräder im Windpark „Kriegers Flak“ – höher als der Kölner Dom.

Dichtungen müssen hohen Windlasten standhalten

Die Multi-Megawatt-Parks auf hoher See bringen aber nicht nur höhere Erträge. Denn zwar wächst mit steigender Rotorfläche die Energie, die mit der Turbine erzeugt werden kann, jedoch wachsen noch stärker die Lasten, die durch den stärkeren Windeintrag auf Komponenten wie das Hauptlager oder die Rotorblätter einwirken. Das gilt auch für die Dichtungen, die Freudenberg Sealing Technologies für Windkraftanlagen entwickelt. An wichtigen Schnittstellen wie dem Turmlager zwischen Turm und Gondel, den Lagern der Rotorblätter sowie am Hauptlager sorgen sie zum einen dafür, dass Sand, Staub oder salzhaltige Luft von den Maschinenelementen ferngehalten werden. Zum anderen gewährleisten sie, dass Schmierstoffe sicher im Inneren bleiben. Steigende Windlasten erschweren dies allerdings erheblich. Freudenberg Sealing Technologies hat für besonders große Wellendurchmesser eine spezielle Dichtung mit der Bezeichnung „Seventomatic“ entwickelt. Diese enthält anstelle der bisher eingesetzten Wurmfeder eine Mäanderfeder, die die Dichtung unempfindlicher macht für größere Bewegungen und Auslenkungen des Hauptlagers. Diese hohe Flexibilität ermöglicht einen sicheren Ausgleich über mehrere Millimeter und verhindert somit unerwünschte Leckagen.

Drei Spezialschmierstoffe senken Reibung

In Windkraftanlagen gibt es eine ganze Reihe unterschiedlicher Reibstellen, bei denen durch den Einsatz spezieller Schmierstoffe Verschleiß verhindert oder gemindert wird. Das erhöht die Effizienz der Anlage und die Lebensdauer der Bauteile deutlich – und verbessert damit auch die Wirtschaftlichkeit. Gleichzeitig gilt: Je geringer die Zahl der eingesetzten Schmierstoffe, desto geringer der logistische Aufwand bei Nachschmierungen. Das macht die Wartung effizienter, die insbesondere bei Offshore-Anlagen auf hoher See hohe Kosten verursachen kann.

 

Das oberste Ziel ist es, mit unseren Spezialschmierstoffen für Windkraftanlagen die Effizienz der Stromerzeugung deutlich zu erhöhen.

Daniel Narnhammer, Head Global Business Team Wind Energy bei Klüber Lubrication

Typischerweise werden in den Getrieben Spezialöle eingesetzt, während für Schmierstellen wie das Hauptlager, die Lager der Rotorblätter und die Lager im Generator Fette verwendet werden. Auch die Zahnkranzantriebe, mit denen die Rotorblätter und die Gondel je nach Windrichtung verstellt werden, müssen effizient geschmiert werden. Das Freudenberg Unternehmen Klüber Lubrication hat eine Familie von drei Spezialschmierstoffen entwickelt, die genau auf die unterschiedlichen Anwendungen abgestimmt und für alle Schmierstellen in einer Windkraftanlage geeignet sind. Zudem sind die Schmierstoffe – sofern für die Anwendung erforderlich – auch biologisch abbaubar. Oberstes Ziel ist dabei immer, die Effizienz der Stromerzeugung deutlich zu erhöhen.

 

Erläuterungen zur Grafik

  1. ROTOR BLADES // Chem -Trend release agents for production
  2. ROTOR BLADES (Other) // OKS biodegradable cleaning agents
  3. NACELLE COVER // Freudenberg Sealing Technologies profile seals
  4. ROTOR BLADE BEARING // Freudenberg Sealing Technologies enviromatic seals
  5. ROTOR BLADE BEARING AND GEAR DRIVE // Klüber Lubrication specialty greases
  6. BATTERY // Freudenberg Performance Materials fully ceramic separator
  7. MAIN BEARING // Freudenberg Sealing Technologies seventomatic seals and Klüber Lubrication specialty greases
  8. TRANSMISSION // Freudenberg Sealing Technologies Simmerings and Klüber Lubrication specialty oils
  9. TRANSMISSION INPUT // Freudenberg Sealing Technologies radiamatic seals
  10. GENERATOR // Klüber Lubrication specialty greases
  11. DIAPHRAGM ACCUMULATOR // Freudenberg sealing Technologies diaphragm accumulator
  12. COMPONENTS AND MOUNTNGS // SurTec electroplating technology for corrosion protection and OKS specialty greases
  13. YAW GEAR DRIVE // Klüber Lubrication and OKS specialty greases and bonded coatings for assembly
  14. YAW BEARING // Freudenberg Sealing Technologies enviromatic seals
  15. CABLE // Freudenberg Performance Materials nonwovens

Breites Portfolio für die Windkraft

Neben den Schmierstoffen liefern Unternehmen aus der Freudenberg Gruppe weitere Spezialprodukte: ChemTrend stellt Formtrennmittel her, die beispielsweise für die Herstellung der Rotorblätter benötigt werden – ein sehr komplexer, höchst anspruchsvoller Fertigungsprozess. Die Blätter werden sozusagen in Formen „gebacken“. Dank der Formtrennmittel lassen sich die Bauteile sicher, ohne Beschädigungen und mit hoher Oberflächengüte aus dem Werkzeug lösen. OKS liefert biologisch abbaubare Reinigungsmittel für die Reinigung von Rotorblättern im Betrieb. SurTec stellt Produkte für die chemische Oberflächentechnik her, etwa für den Korrosionsschutz, der eine lange Lebensdauer von Bauteilen und Befestigungselementen gewährleistet.

 

Vliesstoff schützt Seekabel

Bei allen Komponenten einer Windkraftanlage geht es darum, die vom Wind generierte Rotationsbewegung möglichst verlustfrei in elektrischen Strom umzuwandeln und zu den Endverbrauchern zu transportieren. Im Meer werden zum Transport des Stroms spezielle Seekabel verwendet.

Zum Schutz dieser Kabel dienen technische Vliesstoffe von Freudenberg Performance Materials. Obwohl die Seekabel in eigens am Meeresgrund gezogenen Furchen liegen, können sie durch scharfe Kanten beschädigt werden. Auch vor Ankerwurf und anderen mechanischen Einflüssen lassen sich die Seekabel nicht immer schützen. Wird ein Kabel beschädigt, lässt ein superabsorbierendes Polymerpulver den Vliesstoff von Freudenberg Performance Materials aufquellen, so dass er die Hohlräume des Seekabels verschließt und eindringendes Wasser schnellstmöglich blockiert.

„Unsere technischen Vliesstoffe tragen dazu bei, Schäden an Seekabeln zu begrenzen. Der Vorteil ist, dass Netzbetreiber nur kürzere defekte Kabelstücke austauschen müssen, was das Risiko und die Kosten senkt“, erklärt Dr. Matthias Schuster von Freudenberg Performance Material.

 

Unsere speziell ausgerüsteten technischen Vliesstoffe tragen nicht nur dazu bei, Energiekabel im Falle von eindringendem Wasser bei Beschädigungen zu schützen, sondern unterstützen in zunehmendem Maße die Funktionalität und Langlebigkeit von Hochspannungskabeln, die zur Übertragung erneuerbarer Energien verwendet werden.

Dr. Matthias Schuster, Head of Global Sales Energy, Freudenberg Performance Materials

Ausgezeichnete Leitfähigkeit und besonders hohe Zugfestigkeit

Neben dem exzellenten Quellverhalten zeichnet sich der Vliesstoff von Freudenberg Performance Materials auch durch ausgezeichnete Leitfähigkeit und besonders hohe Zugfestigkeit aus.

Auch dieses Beispiel zeigt: Lösungen von Freudenberg sorgen an vielen Stellen dafür, dass Windkraftanlagen weltweit immer mehr umweltfreundlichen Strom erzeugen und dabei wirtschaftlich betrieben werden können.

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