Vor etwa einem Jahr begannen e.n.o. Energy mit den Entwicklungsarbeiten zu einer neuen Maschinengeneration. Konstruktiv wurden die e.n.o. 92 mit 2,0 Megawatt neu- und die e.n.o. 82 mit 2,2 Megawatt weiterentwickelt.

Die Hauptaufgabenstellung, die zur Entwicklung der e.n.o. 92 führte, war die Steigerung des Energieertrages gegenüber der existierenden e.n.o. 82 durch Vergrößerung der überstrichenen Rotorfläche. Die Neuentwicklung sollte dabei auf dem bewährten maschinenbaulichen Konzept des Vorgängermodells aufbauen, um zum Beispiel durch Gleichteile Synergieeffekte für Einkauf und Service zu generieren.

Ein wesentlicher Nebeneffekt dieser Gleichteilstrategie ist zudem, dass auf Betriebserfahrungen und Trackrekords von Einzelkomponenten aus der e.n.o.-82-2.0-Serienmaschine aufgebaut werden konnte. Bei Neuteilen wurde auf die mögliche Verwendung von Teilen namhafter europäischer Hersteller geachtet. Auf der Grundlage geeigneter Rotorblätter der dänischen Firma LM Glasfiber wurde der Hauptrotor der Maschine mit einem Durchmesser von 92,8 m festgelegt. Damit bietet er gegenüber der e.n.o. 82 eine um rund 21% größere überstrichene Rotorfläche. Der Auswahl der Rotorblätter und Festlegung der Zertifizierungsklasse auf vorerst IEC IIIa folgte die Berechnung der vorläufigen Lasten anhand eines konzeptionellen Maschinenmodells.

Hierbei wurde durch Finetuning des Betriebsführungskonzepts iterativ das Potenzial der Rotorblätter ausgeschöpft. Das führte zu einer erzielbaren elektrischen Nennleistung von 2200 kW bei einer Rotornenndrehzahl von 14,8 min-1. Somit beläuft sich das Rating der e.n.o. 92 – 2.0 auf etwa 325 W/m, was auf eine effizient ausgenutzte und universell einsetzbare Maschine hindeutet. Um den Forderungen aus der Windparkplanung nach einem geringen Schallleistungspegel gerecht zu werden, wurde die Maschine für die verhältnismäßig geringe Rotordrehzahl von 14,8 min-1 ausgelegt.

Dies führte auf der einen Seite zu einem Schallleistungspegel von unter 104,8 dBA, auf der anderen Seite jedoch zu einem hohen Getriebeeingangsmoment. Das verwendete Differentialgetriebe der 5er-Baureihe von Rexroth bietet neben der Verbesserung des Tragverhaltens der Verzahnung deutliche Größen- und Gewichtsvorteile gegenüber vergleichbaren Getrieben dieser Leistungsklasse. Bei einer nur 20-prozentigen Steigerung des Gewichts gegenüber dem Getriebe der e.n.o. 82 – 2.0 ist das übertragbare Moment 40 % höher. Als Standardturmvariante wurde ein Stahlrohrturm für eine Nabenhöhe von 103 m entwickelt.

Damit reicht die Anlage an eine Gesamthöhe von 150 m heran und eignet sich so für eine Vielzahl von Standorten. Die Turmauslegung erfüllt die Vorgaben der Windklasse IEC IIIa und der Windzone II nach DIBt. Weitere Turmvarianten von 123 m und mehr sind in der Bearbeitung. Einen großen Anteil an den genannten Lastminderungen hat das neue Generatorkonzept der e.n.o. 92. Im Gegensatz zur bestehenden Anlage mit doppelt gespeister Asynchronmaschine kommt in der e.n.o. 92 als Generator eine bürstenlose, fremderregte Synchronmaschine am Vollumrichter zum Einsatz.

Weiterhin wurde ein vollständig neues Steuerungssystem in Eigenregie entwickelt. Denn erst durch die damit geschaffene Möglichkeit, Code selbst zu generieren, konnten spezielle Algorithmen beispielsweise zur Lastminderung, Ertragssteigerung oder Netzführung effizient entwickelt und integriert werden. Durch die strategische Entscheidung hin zu einem Vollumrichterkonzept mit eigener Steuerung wurde in der e.n.o. 92 in Bezug auf Ertrag und Netzanschluss ein kompromissloses elektrisches System umgesetzt, das alle Freiheitsgrade für künftige Weiterentwicklungen offen hält.

Übertragbare Konzepte
Im Zuge der Neuentwicklungen für die e.n.o. 92 wurden Konzepte erarbeitet, die auch in der e.n.o. 82 mit einer Nennleistung von 2200 kW einsetzbar sind. Eine grundlegende Änderung der maschinenbaulichen Konstruktion der e.n.o. 82 – 2.0 kam sowohl aus Aufwands- als auch aus Kostengründen nicht in Frage. Die Neuerungen beschränkten sich daher weitestgehend auf das elektrische System. In Anbetracht der anspruchsvoller werdenden Netzanschlussbedingungen erwies sich der Wechsel auf ein Vollumrichterkonzept auch für die e.n.o. 82 als sinnvoll.

Bei der Entwicklung der e.n.o. 92 wurde deshalb darauf geachtet, dass das Generator- Umrichtersystem auch für die e.n.o. 82 – 2.2 tauglich ist. Zusammen mit dem Generatorenhersteller VEM Sachsenwerk Dresden entstand so ein Generator-Umrichtersystem, das mechanisch und elektrisch für beide Maschinen identisch ist und sich mittels Softwareparametern auf die jeweilige Maschine anpassen lässt. Prototypen der e.n.o. 82 – 2.2 und e.n.o. 92 – 2.2 befinden sich etwa 30 km östlich von Rostock.

Durch die räumliche Nähe zum Sitz der Entwicklungsabteilung der e.n.o. energy wird sich die Erprobungs- und weitere Entwicklungsarbeit ungemein erleichtern. Die guten Windbedingungen am gemeinsamen Standort lassen zudem einen zügigen Fortschritt des Probebetriebs erwarten. Hierbei müssen die Maschinen neben ihrer Funktion auch ihre Performance in Bezug auf Leistung, Schall und Netzqualität unter Beweis stellen. Diese Messkampagne wird in Zusammenarbiet mit der Firma Wind Consult aus Bargeshagen erfolgen.

Ab 2010 wird es zwei neue Windenergieanlagentypen bei der e.n.o. energy geben. Zum einen die neu entwickelte e.n.o. 92 – 2.2 und zum anderen die e.n.o. 82 – 2.2 als eine neue Variante der aktuell erfolgreich laufenden e.n.o. 82 – 2.0. Somit hat der Kunde in Zukunft die Möglichkeit, aus einer breiteren Produktpalette das für ihn passende Produkt zu wählen.

Energy Systems GmbH, www.eno-energy.com