Elastische Lagerung von Windenergieanlagen 1

Um Schwingungen zu reduzieren bietet ContiTech passiv ausgelegte Gummi-Metall-Verbindungen. Ergänzt durch aktive Schwingungssysteme können sie Störungen im breiten Frequenzbereich kompensieren.

Das Interesse an Windenenergieanlagen ist ungebrochen. Doch immer mehr rückt die Effizienz der Anlagen in den Mittelpunkt. Sie hängt von vielen Faktoren ab, einer davon ist die Lebensdauer der Anlagenkomponenten, die im Betrieb der Anlage einer harten Bewährungsprobe ausgesetzt sind. Das gilt besonders für Anlagen auf dem Meer: Offshore führt dazu, dass die Anlagen noch größer werden. Umso größer ist die Notwendigkeit geworden, die Anlagen schwingungstechnisch und elastisch zu lagern. Dadurch verringert sich einerseits die Schallbelastung für die Umwelt, andererseits erhöht sich die Lebensdauer von Bauteilen und somit werden Montage und Wartung vereinfacht.

ContiTech bietet hierfür Lösungen aus dem korrosionsbeständigen, flexiblen und langlebigen Zukunftswerkstoff Kautschuk, der die Basis für elastische Lagersysteme ist. In passiv ausgelegten Gummi-Metall-Verbindungen, wie sie ContiTech mit den Produktreihen Schwingmetall und Megi herstellt, vermindert der Kautschuk die Ausbreitung von Erschütterungs- und Körperschallschwingungen in die Umgebung und reduziert den Effekt von Umgebungsschwingungen auf empfindliche Apparaturen.

Dabei federt und dämmt die Gummi-Metall-Verbindung nicht nur, sie hat darüber hinaus – in Abhängigkeit vom gewählten Gummiwerkstoff – eine gleichzeitig dämpfende Wirkung. Diese Technik wird bei den wichtigen Funktionsbauteilen Gondel und Generator eingesetzt, die bislang oft starr gelagert waren. Jüngster Beweis für die Entwicklungskompetenz von ContiTech Vibration Control ist ein neuartiges Lagerungssystem mit optimierten Eigenschaften für Getriebe in Windkraftgeneratoren der 1,5- bis 2,9-MW-Klasse. Die Getriebelagerung ist so konzipiert, dass sie auch in bereits bestehende Anlagen eingebaut werden kann.

Passive Lagerungssysteme sind jedoch in ihren Einsatzmöglichkeiten begrenzt, speziell dann, wenn die Umgebungsbedingungen variieren. Bestmögliche Ergänzung finden sie durch aktive Schwingungssysteme, die in einem breiten Frequenzbereich Störungen kompensieren können. Das Prinzip des aktiven Tilgers, den ContiTech Vibration Control bis zur Serienreife entwickelt hat, basiert auf dem Einsatz von elektrischer Energie, mit der von einem Aktor gezielt gegenläufige Schwingungen erzeugt werden.

Diese kann dann in die besonders beanspruchten Komponenten der Gondel einer Windenergieanlage eingeleitet werden. Diese gegenphasige Kompensation wird dazu genutzt, die Übertragung von störenden Vibrationen – etwa auf einen Schaltschrank oder ein Aggregat – zu verringern. Vier Komponenten bilden die Basis: der Aktor zur Kraftkompensation, ContiTech besitzt das Patent für einen elektromagnetischen Aktor, das elektronische Steuergerät, ein Leistungsverstärker sowie ein Beschleunigungssensor.

Die über das Lager auf Elemente der Windenergieanlage übertragenen Schwingungen werden mittels Sensor gemessen und einem elektronischen Steuergerät zugeführt. Dieses muss gemeinsam mit dem Verstärker das Sensorsignal so modifizieren, dass der Aktor eine Schwingung generiert, die die gleiche Amplitude hat, aber um 180 ° phasenverschoben ist. So kann eine störende Anregung ausgeglichen werden. Hörbare Frequenzen werden leiser und Vibrationen deutlich verringert.

www.contitech.de