Suchbegriff

Windkraft in neuen Dimensionen

Die Energienachfrage weltweit steigt und die Energiegewinnung aus Wind als hochverfügbare Ressource wird den Markt der Zukunft prägen. Um die Windenergie erfolgreich weiterzuentwickeln, braucht es nicht nur leistungsstarke Produkte, sondern Systemverständnis und einen ganzheitlichen Ansatz.

Die Windenergie ist von zentraler Bedeutung für die künftige Energieversorgung und vor allem auch für das Gelingen der Energiewende hin zu mehr Nachhaltigkeit. Doch die Industrie steht vor neuen Herausforderungen – die nächste Generation von Windkraftanlagen bringt immer höhere Leistungsanforderungen und Kostendruck mit sich. Ein Interview mit Schaeffler-Experte Andreas Mangold.

Wie wird Schaeffler den neuen Herausforderungen gerecht?

Die Anforderungen an On- und Offshore-Windkraftanlagen steigen. Das ist Fakt und darauf müssen wir als Marktführer und strategischer Entwicklungspartner der Windindustrie reagieren. Wir verstehen es als unsere Aufgabe, nicht nur reine Lagerlösungen bereitzustellen, sondern einen Schritt weiterzugehen, das heißt: Anlagen weiterzuentwickeln und ihre Zuverlässigkeit zu steigern, damit auch in Zukunft ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist. Unsere Lösung heißt „Closed Loop Engineering“. Mit diesem ganzheitlichen Ansatz machen wir Windkraftanlagen fit für die neuen Herausforderungen in der Energieversorgung und stellen die Windindustrie zukunftssicher auf. Von ganz zentraler Bedeutung ist im Closed Loop Engineering dabei die enge Kooperation mit Anlagen- und Getriebeherstellern.

Andreas Mangold, Leiter Anwendungstechnik Wind-Systeme, Schaeffler (Bild: Schaeffler)
Andreas Mangold, Leiter Anwendungstechnik Wind-Systeme, Schaeffler (Bild: Schaeffler)

Inhalt eingeschränkt

Die folgenden Inhalte sind aufgrund Ihrer Datenschutzeinstellungen eingeschränkt.
Um die Inhalte zu sehen, aktivieren Sie einfach hier die Funktionellen Cookies.

Durch die Aktivierung dieser Option werden die zuvor erteilten
datenschutzrechtlichen Einwilligungen aktualisiert. Lesen Sie mehr über unsere Datenschutzbestimmungen

Was umfasst der „Closed Loop Engineering“-Ansatz von Schaeffler?

Der „Closed Loop Engineering“-Ansatz funktioniert wie ein geschlossener Kreislauf, bei dem die gewonnenen Erkenntnisse wieder in die Produktentwicklung einfließen. Wir führen umfangreiche Systemsimulationen, Tests unter realitätsnahen Bedingungen und Feldmesskampagnen durch und nutzen die Ergebnisse dazu, die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der Produkte kontinuierlich zu verbessern. Am Anfang stehen Berechnungs- und Simulationsprogramme, die einzelne Wälzlager oder auch komplette Antriebsstrangmodelle mittels Mehrkörpersimulationsprogrammen realitätsnah abbilden. Zweiter Baustein im „Closed Loop Engineering“ sind realitätsnahe Tests, denen wir die Lagersysteme an Prüfständen unterziehen. Sie helfen uns, Einflussfaktoren und Zusammenhänge in Windkraftanlagen zu erkennen. Dritter Baustein schließlich ist das Field Monitoring, also Feldmesskampagnen. Die hier gewonnenen Ergebnisse bestätigen entweder die ursprünglichen Auslegungsparameter aus den Simulationen oder fließen als Ausgangspunkt für weitere Optimierungen in sie zurück.

Wie wird eine Systemoptimierung von Lagern durch Simulationen geschaffen?

Windkraftanlagen können nur dann maximal zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten, wenn die Lager optimal ausgelegt sind. Mit den Berechnungs- und Simulationsprogrammen schaffen wir dafür im Rahmen des „Closed Loop Engineering“ das Fundament. Dabei werden einzelne Wälzlager, Anschlusskonstruktionen und sogar komplette Antriebsstrangmodelle mittels spezieller Mehrkörpersimulationsprogramme realitätsnah abgebildet. In der Zwischenzeit untersuchen wir auch, wie uns z.B. Machine Learning-Werkzeuge helfen können, unsere Modelle mit Daten aus dem Feld zu nutzen. Cloud-Computing ermöglicht es uns, hier große Datensätze schnell zu analysieren, um Mechanik und Dynamik der Windkraftlager zu optimieren. Neben klassischen Wälzlagern können wir auch unsere neuen hydrodynamischen Gleitlager, die jetzt in Serienfertigung gegangen sind, auf diese Weise berechnen und simulieren.

Zwei Schaeffler-Ingenieure berechnen und simulieren mit Hilfe modernster Software den Antriebsstrang einer Windkraftanlage mit hydrodynamischen Gleitlagern im Getriebe.
Zwei Schaeffler-Ingenieure berechnen und simulieren mit Hilfe modernster Software den Antriebsstrang einer Windkraftanlage mit hydrodynamischen Gleitlagern im Getriebe. Im Rahmen des ganzheitlichen Ansatzes "Closed Loop Engineering" unterstützt Schaeffler in enger Zusammenarbeit mit Anlagen- und Getriebeherstellern die Entwicklung von Windkraftanlagen durch Systemsimulation, realitätsnahe Prüfstandstests und Feldmesskampagnen. (Bild: Schaeffler)

Wie und wo werden solche Lagersysteme dann wirklich unter realitätsnahen Bedingungen getestet?

Die Windverhältnisse, unter denen Windkraftanlagen arbeiten, ändern sich permanent. Unser Großlagerprüfstand ASTRAIOS ist einer der größten und leistungsfähigsten Prüfstände der Welt und kann genau diese wechselnden Bedingungen simulieren, von der leichten Brise bis zum Sturm. Die Lager, die wir hier seit 2011 testen, können ein Gewicht von bis zu 15 Tonnen und einen Außendurchmesser von 3,5 Metern haben. Solche Prüfstände und die Erkenntnisse, die wir durch sie gewinnen, sind wichtig für die Entwicklung neuer Produkte, deshalb bauen wir unsere Prüfkapazitäten sukzessive weiter aus. Im dänischen Lindø entsteht aktuell der weltweit leistungsfähigste Prüfstand für Hauptlagerungen von Windkraftanlagen in Zusammenarbeit mit LORC (Lindø Offshore Renewables Center) und R&D Test Systems. Ab Ende 2025 werden wir hier in Kooperation mit Anlagenherstellern unsere Rotor-Lagerungen testen und unseren Vertrauensbereich bezüglich Grundlagen, Berechnungs- und Simulationsmodelle sukzessive weiter validieren für die nächste Generation von Windkraftanlagen.

Schaeffler baut seine Prüfkapazitäten deutlich aus.
Schaeffler baut seine Prüfkapazitäten deutlich aus. In Zusammenarbeit mit LORC (Lindø Offshore Renewables Center) und R&D Test Systems entsteht in Lindø, Dänemark, gerade der weltweit leistungsfähigste Prüfstand für Hauptlagerungen von Windkraftanlagen. (Bild: R&D Test Systems)
Schaeffler war an der Definition der Prüfstand-Spezifikationen maßgeblich beteiligt und wird dort in Kooperation mit Anlagenherstellern seine Rotor-Lagerungen testen. (Bild: R&D Test Systems)
Schaeffler war an der Definition der Prüfstand-Spezifikationen maßgeblich beteiligt und wird dort in Kooperation mit Anlagenherstellern seine Rotor-Lagerungen testen. (Bild: R&D Test Systems)

Wie glauben Sie wird sich der Markt weiter entwickeln?

Nach wie vor geht es vor allem um die Maximierung der Leistung und die Zuverlässigkeit von Windkraftanlagen. Auch die Energieerzeugungskosten über die gesamte Lebensdauer einer Windkraftanlage hinweg wird weiterhin ein wesentlicher Treiber sein. Dennoch hat sich der Markt in den letzten Jahren auch noch einmal stark weiterentwickelt. Als umfassendes Zukunftsprojekt prägt die Energiewende den Markt in ganz neuen Dimensionen, das sehen wir aktuell etwa beim Blick auf den größten deutschen Offshore-Windpark, der derzeit in der Nordsee entsteht. Hier sind nicht nur Komponenten von Schaeffler verbaut, auch unser grundsätzliches Systemverständnis war ausschlaggebend dafür, dass wir bei diesem Großprojekt schon in der Entwicklungsphase als strategischer Partner im Boot waren. Eine ganzheitliche Herangehensweise für mehr Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen – darauf wird es am Markt in Zukunft ankommen.

Bedeutet das auch noch mehr Zusammenarbeit aller an der Entwicklung beteiligten Partner?

Absolut. Den immer höheren Leistungsanforderungen und dem Kostendruck können wir nur begegnen, wenn wir unser Know-how ausbauen, indem wir es miteinander teilen. Das funktioniert nur mit partnerschaftlicher Zusammenarbeit zwischen Komponenten-, Anlagen- und Getriebeherstellern. So profitiert letztlich die gesamte Branche – das sehen wir beispielhaft an unserer Zusammenarbeit mit erfahrenen Partnern wie LORC, ohne die die technologische Weiterentwicklung von Multi-Megawatt-Windkraftanlagen mittels moderner Prüftechnik gar nicht möglich wäre.

Warum ist die Windenergie für Sie persönlich so wichtig?

Energie aus Wind zu erzeugen ist nicht nur naheliegend, weil Wind im Gegensatz zu anderen, konventionellen Energieressourcen quasi unbegrenzt verfügbar ist. Es ist auch eine der effizientesten Arten der Energieerzeugung: Eine Windkraftanlage erzeugt innerhalb weniger Monate die Energiemenge, die für die Produktion der gesamten Windkraftanlage benötigt wurde. Das allein zeigt, was Windenergie leisten kann. Gleichzeitig wird der Bedarf an Energie weltweit immer weiter ansteigen. Unser Ziel ist es, der hohen Nachfrage zu begegnen, indem wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern und Kunden die Effizienz im Bereich Windenergie weiter steigern und mit unserem ganzheitlichen „Closed Loop Engineering“-Ansatz und leistungsstarken Komponenten dafür sorgen, dass Anlagen wirtschaftlich erfolgreich arbeiten.

Seite teilen

Schaeffler verwendet Cookies, um Ihnen eine optimale Nutzung zu gewährleisten. Durch die weitere Nutzung dieser Website stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Weitere Informationen

Akzeptieren