Lagertechnologie der Schaeffler-Gruppe Industrie lässt die Andasol- Solarkraftwerke in Spanien mit hoher Präzision arbeiten und ermöglicht so den höchstmöglichen Wirkungsgrad der Anlage. Tausende Hydraulik- Gelenkköpfe von Elges haben die Aufgabe, die mehreren hundert hydraulischverstellbaren Parabolrinnen zu stützen, millimetergenau zu positionieren und der Sonne kontinuierlich nachzuführen.

Andasol ist ein wahres Großprojekt. Derzeit gilt die spanische Anlage als das größte Solarkraftwerk der Welt. In Andasol 1 arbeiten insgesamt 1248 Hydraulik- Gelenkköpfe der Schaeffler-Gruppe Industrie. Obwohl auf den ersten Blick eher eine kleine Komponente, sind sie ganz unmittelbar für Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Anlage verantwortlich. „Bei den Lagern ist höchste Präzision gefordert, damit die Anlage ihren maximalen Wirkungsgrad erreicht. Dabei sind die Lager Belastungen ausgesetzt, die nicht zu unterschätzen sind“, beschreibt Dr. Arndt Schweigert die Anforderungen an die Lagerung.

xEr leitet bei der Schaeffler-Gruppe Industrie das Branchenmanagement Energieerzeugung und entwickelt spezielle Lageranwendungen unter anderem für Solar- und Wasserkraftwerke. Gleitlager sind sehr gut für die langsamen und präzisen Schwenkbewegungen geeignet. Wichtig ist hierbei insbesondere, dass die Bewegung ohne den so genannten Stick-slip-Effekt ausgeführt wird, also ohne jeglichen Anfahrruck. Gleichzeitig nehmen die Hydraulik-Gelenkköpfe hohe Kräfte auf und sind für wechselnde Belastungen geeignet. Damit können die 150 m langen Kollektorstränge mit einer Genauigkeit von Zehntelmillimetern dem Ost-West-Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden.

Die Hydraulik-Gelenkköpfe sind mit manganphosphatierten Radial-Gelenklagern mit Stahl/Stahl-Gleitpaarungen ausgerüstet. Diese Oberflächenbehandlung schützt das Material vor Verschleiß und verringert die Reibung. Der 70 mm breite Innenring der Gelenklager hat eine zylindrische Bohrung mit 110 mm Durchmesser und eine kugelige Außengleitbahn, während der 160 mm große Außenring eine zylindrische Mantelfläche und eine hohlkugelige Innengleitbahn mit 140 mm Durchmesser hat. Die Lager für Andasol 1 werden komplettiert durch 7488 umweltfreundliche Gleitstreifen der neuen, bleifreien Permaglide-Werkstoff- Generation. Sie sorgen in den Stützen zwischen den einzelnen Segmenten der immerhin 150 Meter langen Kollektorstränge für nahezu reibungsfreies Schwenken beim Nachführen.

Großprojekt in andalusischer Sonne

Das sonnenreiche Andalusien im Süden Spaniens setzt auf erneuerbare Energie und will einen Teil seines Strombedarfs mit Hilfe der Sonne decken. Dafür entstanden drei bau- und flächengleiche Solarkraftwerke, mit denen die Technologie der solarthermischen Energiegewinnung in Europa Premiere feiert. Mitte des Jahres ging mit Andasol 1, so der Name des ersten Parabolrinnen-Kraftwerks, das bislang größte Solarthermiekraftwerk der Welt ans Netz. Das klimafreundliche 50-Megawatt-Kraftwerk deckt den jährlichen Strombedarf von 200.000 Menschen und spart rund 150.000 t Kohlendioxid.

Andasol 2 befindet sich bereits in der Testphase, während Andasol 3 derzeit im Bau ist. Initiator und Entwickler der drei Kraftwerke ist die Firma Solar Millennium mit Sitz in Erlangen. Die Andasol-Kraftwerke bestehen aus drei Hauptkomponenten: Die größte und optisch beeindruckendste ist das Solarfeld mit seiner Kollektorfläche von gut 510.000 m – das entspricht rund 70 Fußballfeldern. Dazu kommen noch ein konventioneller Kraftwerksteil sowie ein Wärmespeicher, damit auch nachts oder bei bedecktem Himmel Strom erzeugt werden kann.

Kernelement eines Parabolrinnen-Kraftwerks ist das Solarfeld, das den Dampf für die konventionellen Dampfturbinen liefert. Es besteht aus vielen parallel angeordneten Reihen von Solarkollektoren, die exakt in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet und entsprechend dem Sonnenverlauf von Osten nach Westen nachgeführt werden. Dazu verfügt jede Kollektoreinheit über einen eigenen Sonnensensor und einen hydraulischen Antrieb für die Nachführung der Spiegel. Die parabolisch geformten Spiegel konzentrieren die einfallende Strahlung auf ein in der Kollektor-Brennlinie angeordnetes Absorberrohr. Darin zirkuliert das Wärmeträgermedium, ein temperaturbeständiges, synthetisches Öl, das auf bis zu 400 °C erhitzt wird. Das heiße Öl wird dann zu einem Kraftwerksblock gepumpt, wo es durch Wärmetauscher fließt.

Der weitere Ablauf gleicht dem klassischen Dampfkreislauf konventioneller Kraftwerke: Der im Wärmetauscher erzeugte Dampf treibt eine Dampfturbine mit Stromgenerator an. Der Turbinendampf wird zu Wasser kondensiert und dem Kreislauf wieder zugeführt. Die Schaeffler-Gruppe Industrie baut ihre Aktivitäten in den regenerativen Energien systematisch aus. Im Bereich der Windkraft ist Schaeffler seit über 30 Jahren erfolgreich positioniert und gilt heute als wichtiger Entwicklungspartner aller Windkraft- und Windkraftgetriebehersteller weltweit.

Im neu aufgestellten Branchenmanagement Energieerzeugung sind darüber hinaus die Aktivitäten für Solarkraftwerke sowie für Wellen- und Strömungskraftwerke gebündelt. Hinzu kommen die Bereiche Staudämme, konventionelle Energieerzeugung und Energieübertragung. „Den Bereich der regenerativen Energien sehen wir als ein strategisches Wachstumsfeld, das wir systematisch ausbauen werden. Die Lösungen der Schaeffler-Gruppe haben dabei einen ganz wesentlichen Anteil an der Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit dieser neuen Technologien“, so Robert Schullan, Vorsitzender der Geschäftsleitung der Schaeffler-Gruppe Industrie.

Der Komponentenlieferant
Die Sparte Industrie der Schaeffler-Gruppe liefert über eine weltweite Organisation Wälz- und Gleitlagerlösungen sowie Linear- und Direktantriebstechnologie der Marken INA und FAG für 60 verschiedene Industriebereiche. Das Portfolio umfasst über 225 000 Produkte und reicht von millimetergroßen Miniaturlagern für Dentalbohrer bis zu Großlagern mit einem Außendurchmesser von mehreren Metern, etwa für Windkraftanlagen. Die Schaeffler-Gruppe zählt mit etwa 61 000 Mitarbeitern an mehr als 180 Standorten und einem Gruppenumsatz von 7,3 Milliarden Euro (GJ 2009) zu den führenden Wälzlagerherstellern.

Der Projektdienstleister
Solar Millennium mit Sitz in Erlangen ist im Bereich erneuerbarer Energien mit dem Schwerpunkt auf solarthermischen Kraftwerken im Leistungsbereich von 50 bis 250 Megawatt tätig. Dabei werden alle wichtigen Geschäftsfelder entlang der Wertschöpfungskette solarthermischer Kraftwerke von der Projektentwicklung über die Technologie, den schlüsselfertigen Bau der Anlagen bis hin zum Betrieb und Kraftwerksbesitz abgedeckt.

www.solarmillennium.de

www.schaeffler.com