Weniger Komponenten, höhere Rentabilität - Siemens Energy

Weniger Komponenten,
höhere Rentabilität
Siemens 3.0 MW getriebelose Windenergieanlagen
www.siemens.com/wind
Answers for energy.

Maximale Leistung mit
50 Prozent weniger Teilen
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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.
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»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.
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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.
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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 61400-24 (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.
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Überstrichene
Überstrichene
Überstrichene
8.000 m 2 9.150 m 2 10.000 m 2
Fläche:
Fläche
Fläche:
Rotordurchmesser: 101 m Rotordurchmesser: 108 m Rotordurchmesser: 113 m
SWT-3.0 -101
IEC
IA
Rotordurchmesser 101 m
Blattlänge
49 m
Überstrichene Fläche 8.000 m 2
Nabenhöhe 74,5 – 99,5 m*
Leistungsregelung pitchreguliert
Jährliche Leistung bei 10.500 MWh
7,5 m/s
Gondelgewicht
73 t
Rotorgewicht
60 t
*ortsspezifisch
SWT-3.0 -108
IEC
IB / IIA
Rotordurchmesser
108 m
Blattlänge
53 m
Überstrichene Fläche 9.150 m 2
Nabenhöhe 79,5 – 99,5 m*
Leistungsregelung
pitchreguliert
Jährliche Leistung bei 11.100 MWh
7,5 m/s
Gondelgewicht
73 t
Rotorgewicht
60 t
SWT-3.0 -113
IEC
IIB
Rotordurchmesser
113 m
Blattlänge
55 m
Überstrichene Fläche 10.000 m 2
Nabenhöhe 79,5 – 142,5 m*
Leistungsregelung
pitchreguliert
Jährliche Leistung bei
11.800 MWh
7,5 m/s
Gondelgewicht
73 t
Rotorgewicht
67 t
SWT-3.0 -101
Die robuste Windenergieanlage für
besonders raue Bedingungen
Die SWT-3.0-101 wurde so konstruiert,
dass sie höchsten Windgeschwindig keiten
und stärksten Turbulenzen standhält.
Extreme Windbedingungen setzen eine
Turbine immensen Lasten aus. Die
SWT-3.0-101 ist so ausgelegt, dass sie
auch unter den härtesten Betriebsbedingungen
der Welt zuver lässig arbeitet.
Die SWT-3.0-101 nutzt den gleichen
Rotor wie die SWT-2.3-101 Windenergieanlage
von Siemens mit Getriebe. Durch
den Einsatz bewährter Komponenten
vereint Siemens Innovation und
Investitionssicherheit.
SWT-3.0 -108
Die langlebige Turbine für starken Wind
Bei starkem Wind unter weniger
kom plexen Umgebungsbedingungen
bietet die SWT-3.0-108 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-3.0-108 ge ringere Energieerzeugungskosten
bei mittleren bis hohen Windgeschwindigkeiten
realisierbar.
SWT-3.0 -113
Starke Leistung bei mäßigem Wind
Die SWT-3.0-113 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-3.0-113 durch
ihre geringe Rotorgeschwindigkeit leiser
im Betrieb. Die hohe Erzeugungsleistung
bei geringem Geräuschpegel macht die
SWT-3.0-113 zur idealen Lösung für die
meisten Binnenstandorte in aller Welt.
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allgemeine Beschreibungen der technischen
Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer
vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale
sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss
festzulegen.