Aufwind dank Hightech

Der Anteil der Erneuerbaren am Strommix in Europa steigt und steigt. Die derzeit pro­minenteste Rolle nimmt die Windkraft ein. Bei Neuinstallationen sind die Windräder 2013 überhaupt zum wichtigsten Kraftwerkstypen geworden. Damit erfährt eine jahrhundertealte Technologie ein Revival: Die Windmühlen, die lange schon aus dem Landschaftsbild verschwunden sind, kehren nun wieder zurück – wenn auch in anderer Dimen­sion. Die klimaschonende, saubere Energieerzeugung hat sich innerhalb kurzer Zeit von einer Liebhaberei eingefleischter Windmüller zu einem zentralen Sektor in der europäischen Industrie gewandelt. Die Ideale sind freilich gleich geblieben. Geändert haben sich die wirtschaftliche Leistung und die ökologischen Auswir­kungen en gros. Mit errichteten 11.000 MW ist die Windkraft in Europa alleine im Vorjahr um 10 % gewachsen. 15 Mil­liarden Euro wurden 2013 in den Ausbau investiert. Alle Windräder zusammenge­nommen erzeugen heute bereits 8 % des europäischen Stromverbrauches.

Technische Verbesserungen

Neben den politischen Rahmenbedin­gungen und einer sinnvollen Marktregu­lierung sind die technischen Verbesse­rungen in Anlagen und in nachgelagerten Netzkomponenten wesentliche Faktoren für den Erfolg der Windkraft. Die He­rausforderung für Technologiekonzerne wie Siemens ist, Windanlagen durch Kos­teneffizienz und Leistungssteigerungen so wettbewerbsfähig zu bauen, dass diese auch ohne geförderte Einspeisetarife be­trieben werden können. So gilt in der Windkraft: Je größer die Rotorflächen sind, desto höher ist der jährliche Ertrag der Windenergieanlage an einem geeigneten Standort. Für den Einsatz offshore hat Siemens Ende 2012 den Betrieb eines 154-Meter-Rotors an einer 6-Megawatt-Anlage im dänischen Østerild gestartet. Siemens nutzt bei der Herstellung das patentierte »Inte­gral-Blade«-Verfahren, mit dem Rotor­blätter in einem Guss und ohne Klebe­stellen produziert werden können. Bei der »Aeroelastic Tailored Blade«-Tech­nologie wiederum sind die Rotorblätter leicht geschwungen wie ein arabisches Schwert. Biegt sich das Blatt unter der Windlast, verdreht es sich gleichzeitig. Die Verdrehung ist dabei so beschaffen, dass die Belastung auf den Rotor redu­ziert wird – das Material verschleißt weniger und die Lebensdauer steigt.

Auch im Gondelinneren der Wind­energieanlagen wurden bahnbrechende Entwicklungen vollzogen. So liefert Siemens eine innovative Direktantriebs­technik, in der auf ein Getriebe zur Kraftübertragung völlig verzichtet werden kann. Der getriebelose An­trieb erhöht die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. 50 % weniger Teile reduzieren die Wartungszeit. Und ein um 30 % geringeres Gewicht erleich­tert die Installation. Eine weitere Neuentwicklung, sogenannte »Bolted Steelshell«-Türme, ermöglichen den Trans­port von Anlagen mit Nabenhöhen von über 140 Metern mit herkömmlichen Transport-Lkws. Dabei werden die ein­zelnen Sektoren erst am Standort der Windenergieanlage mit einem Kran auf­ einandergesetzt und die Stahlmantel mit Hochleistungsbolzen verschraubt.

Leistung für Onshore

Zuletzt hat der Bereich Energy bei Siemens die Leistung der Onshore-Wind­energieanlagen seiner D3 Plattform auf 3,2 MW gesteigert. Ende 2014 werden die neuen Anlagen in Serienproduktion gehen. Mit Rotordurchmessern von 101 oder 108 Metern eignen sich die Anla­gen für Standorte der IEC-Klasse IA. Für Standorte der IEC Klasse IIA wird eine Variante mit 113 Metern Rotor­durchmesser verfügbar sein. Für Projekte mit geringeren Windstärken bleibt das 3-MW-Modell im Portfolio. Eine verbes­serte Steuerungseinheit und mehr Effi­zienz durch stärkere Permanentmagnete sind die zentralen Elemente, mit denen die Leistung des direkt angetriebenen D3-Antriebsstrangs gesteigert werden konnte. »Ein wichtiges Ziel unserer Entwicklungsarbeiten ist es, Innovations­potenziale zu nutzen, um die technischen Potenziale unserer Produkte weiter zu erschließen«, sagt Henrik Stiesdal, CTO von Siemens Wind Power. »Rotoren, Struktur und Performance wurden in­tensiv getestet, um die Belastungen von mehr als 20 Jahren Betriebsdauer zu si­mulieren. Das Resultat ist eine neue Pro­duktgeneration, welche so zuverlässig ist wie der Vorgänger, aber bis zu 4 % mehr Energieertrag liefert.« Windenergie und der dazugehörige Service sind Teil des Siemens-Umweltportfolios. Rund 43 % des Konzernumsatzes entfallen auf grüne Produkte und Lösungen.

Ausbau für Offshore

Mehr als 190 Millionen Euro investiert Siemens auch in eine neue Offshore-Produktionsstätte in Großbritannien. Ge­plant ist eine Fertigung von Rotorblättern für Windturbinen der 6-MW-Klasse so­ wie ein neues Logistik- und Service-Zen­trum in Hull. Der Windmarkt in Groß­britannien weist hohe Wachstumsraten auf und hat noch deutliches Potenzial. Siemens hat im wichtigsten Windkraft­markt der Welt über 2.200 Turbinen On- und Offshore mit mehr als 5.000 MW installiert. Damit ist rund die Hälfte der in Großbritannien installierten Windleis­tung mit Spitzentechnologie von Sie­mens ausgerüstet. Green Port Hull soll Anfang 2016 in Betrieb gehen, der Pro­duktionsstart der Rotorblattfertigung ist für Sommer 2016 geplant. Die Fabrik soll ab Mitte 2017 voll ausgelastet sein. Die Investitionen unterstützen Großbritan­nien, seine Klimaziele zu erreichen und bis 2020 ein Viertel des Strombedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken.

Komponenten made in Austria

Transformatoren aus Österreich sor­gen dafür, dass die Energie der On- und Offshore-Windparks auch effizient ans Netz gebracht wird. So ist das Werk in Weiz der größte Siemens-Standort für den Bau von Trafos weltweit. Neben der traditionsreichen Trafoproduktion wird auch am Standort Linz intensiv geforscht. Beide Produktionsstandorte haben eine Exportquote von über 80 %. Die Erdungstrafos für den weltgrößten Windpark London Array kommen aus Linz. Siemens lieferte zudem alle 175 Windturbinen und die Netzanbindung. Für die Windparks Galloper und Gwynty Mor hat das Werk in Linz sowohl Er­dungstrafos als auch Großtrafos bereitge­ stellt. Und im Siemens-Werk in Subotica in Kroatien – eine Region, die Siemens Österreich geschäftlich verantwortet – werden seit mittlerweile mehr als zehn Jahren Generatoren für Windkraftanla­gen gebaut. Mittlerweile ist jedes vierte Windrad in Europa mit einem Generator aus Subotica ausgestattet. Siemens-Tech­nologie trägt damit in ganz Europa und weltweit zur Sicherung einer zuverläs­sigen Stromversorgung bei.