Strom ohne Versandkosten

Spezial Erneuerbare

Eigenverbrauch - In Bottrop dreht sich seit März die erste Anlage des Modells 3000 von FWT aus Serienfertigung. Der Windstrom wird vor Ort für die Versorgung einer Kläranlage genutzt.

04. Juni 2016

Die Energiewende ist paradox. Einerseits sinken die Strompreise und damit die Gewinne vieler Versorger. Andererseits treiben die Kosten für Netzausbau und Speicher die Strompreise in Industrie und Gewerbe nach oben. Wer dem entgehen will, muss möglichst viel Strom selbst produzieren und gleich vor Ort für den Betrieb von Maschinen und Anlagen einsetzen. Experten nennen dieses Prinzip Eigenverbrauch.

Mindestens sechs Millionen kWH

Seit März nutzt die BETREM, ein Tochterunternehmen der Emschergenossenschaft, eine Windenergieanlage (WEA) mit einer Leistung von 3MW für den Eigenverbrauch. Als Vorzeige- und Pilotprojekt hat das Unternehmen gut 150 Meter entfernt von seinem Bürogebäude in Bottrop eine FWT 3000 errichten lassen. Diese Anlage ist für Binnenland-Standorte wie im Ruhrgebiet optimiert; der Rotordurchmesser beträgt 120m, der WEA-Turm ist 100m hoch. »Klimaschutz, Ressourcen-Schonung und die regenerative Gewinnung von Energie werden einen immer wichtigeren Stellenwert einnehmen«, sagt Geschäftsführerin Dagmar Dörtelmann. »Hier genau setzen wir mit dem ersten Projekt an.« Die FWT 3000 soll den produzierten Strom direkt in den Kläranlagenverbund einspeisen.

Jüngst wurde außerdem gemeinsam mit der Stawag die Tochtergesellschaft ELWEA gegründet, die in partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit Gemeinden und Bürgern Windnutzungsprojekte anstoßen, begleiten und realisieren soll, so BETREM. Seit März dreht sich jetzt der große Rotor auf dem Stahlrohrturm um die eigene Achse. Prognostiziert sind laut FWT am Standort Jahresenergie-Erträge von 6 Mio. kWh bei einer mittleren Jahreswindgeschwindigkeit von 5,0m/s und über 14Mio. kWh bei 8,5m/s.

Getriebe und Generator in einem

FWT nutzt nach eigenen Angaben als erster Hersteller den Winergy-Hybriddrive; dabei handelt es sich um eine platzsparende Kombination aus einem zweistufigem Getriebe und einem mittelschnell laufenden Synchron-Generator mit maximal 600min-1.

»Das kompakte, gewichtsoptimierte Maschinenhaus wiegt mit nur 105t bis zu 40% weniger als vergleichbare Anlagen«, heißt es in einer FWT-Projektbeschreibung, obwohl in der WEA in Bottrop auch ein Mittelspannungstrafo eingebaut sei. Hybriddrive reduziere auch den Aufwand beim Transport zum Aufstellort. Mit dem Resultat, dass die Anlage mit einem kleineren Kran kostengünstiger und schneller errichtet werden kann, so der Westerwälder WEA-Hersteller. Lediglich die beiden Außenkühler und die Windmesstechnik müssten noch ans Maschinengehäuse montiert werden, so FWT. Die WEA in Bottrop wurde den Angaben zufolge in vier Tagen aufgestellt und war kurz darauf schon betriebsbereit .

Triebstrangtechnik

BETREM hat mit FWT einen Vollwartungsvertrag mit einer Laufzeit von 15 Jahren mit Option um weitere fünf Jahre unterzeichnet. Die Anlage arbeitet mit einem besonderen Triebstrangkonzept, das sich den Angaben zufolge bereits seit Jahren in unterschiedlichen Typen bewährt hat. Statt einer großen Hauptwelle und mehreren Lagern kommt hier ein großes Rotorlager mit einem Durchmesser von rund 3m zum Einsatz.

Querkräfte, wie sie bei Schräganblasung des Windes auftreten, sowie Längskräfte bei Windböen werden darüber sicher abgefangen und mechanisch über den Maschinenträger abgeleitet, so FWT. »Da der Rotor über Elastomerelemente elastisch das Drehmoment auf den Hybriddrive überträgt, läuft der Antriebsstrang ›geschmeidiger‹.«

Umrichter

Die 360°-Lagerung der Getriebe-Generator-Kombination entkoppelt zudem den Körperschall, wodurch die FWT 3000 leiser arbeitet, so der WEA-Hersteller. Die elektrische Leistung von 3MW wird über insgesamt drei Umrichter à 1MW in das angeschlossen Erdkabel übertragen. Kommt es in einem der Stränge zu einer Störung, fällt die Energieerzeugung nicht komplett aus, da die Anlage immer noch 2MW liefern kann. »Diese Umrichter-Lösung in Kombination mit moderner Steuerungstechnik ermöglicht, dass sich die FWT 3000 an alle Netzbedingungen anpasst«, so das Unternehmen.

Rotoren und Nabenhöhen

Um die Windenergieanlage optimal auf die jeweiligen Standortverhältnisse abzustimmen, bietet sie der Westerwälder Hersteller mit unterschiedlichen Nabenhöhen an; 90-m- und 100-m-Stahlrohrtürme sind ebenso verfügbar wie 140 m und 170m hohe Ventur-Hybridtürme. Neben dem in Bottrop gewählten 120-m-Rotor bietet FWT auch einen Rotor mit 132m Durchmesser an, um selbst schwächere Winde optimal in umweltfreundlichen Windstrom umzusetzen.

Interview

Die 3-MW-Turbine ist mit einem sogenannten Winergy-Hybriddrive ausgestattet, um Platz und Gewicht zu sparen. Wie unterscheidet sich die Konstruktion von herkömmlichen Komponenten?

Bei der FWT 3000 setzen wir voll auf Hybrid-Technologie, um Baugröße und Gewicht zu reduzieren und letztlich eine bessere Transport- und Errichtungslogistik zu erreichen. So ist unser Maschinenhaus mit 105 Tonnen im 3-MW-Wettbewerbsvergleich konkurrenzlos kompakt und leicht, weil wir mit dem Hybriddrive Getriebe und Generator zu einer Einheit verschmolzen haben.

Welche Tests müssen neue Komponenten durchlaufen, bevor sie in der Serienfertigung eingesetzt werden?

Wir verwenden nur Komponenten, die eine ausgewiesene Herstellerprüfung sowie ausreichende Feldtests absolviert haben. Nach dem Assembling der Baugruppen durchlaufen Gondel und Nabe einenausführlichen Hallentest. Erst dann gehen die Anlagen raus an die Baustelle.

Bisher nutzen energieintensive Industriebetriebe in Deutschland kaum Eigenerzeugung aus Windenergie. Was muss geschehen, um eine Trendwende einzuleiten?

Windparks oder einzelnen Anlagen können nur in geeigneten Flächen errichtet werden. Dazu sind beispielsweise Abstände zu Bebauung und Straßen entscheidend sowie die Windhöffigkeit, also die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit, aus der sich eine Wirtschaftlichkeit für einen Standort errechnen lässt.

Da Industrie- und Gewerbegebiete in Deutschland meist sehr eng bebaut sind und die möglichen Errichtungsflächenin der Regel nicht in ausgewiesenen Vorranggebieten liegen, ergeben sich weitere Planungshindernisse, die sicher einer Einzelfallprüfung unterzogen werden müssen. In all dieser Begrenzung spielt unsere 3-MW-Anlage aufgrund der geringen Abmessungen und des niedrigen Gewichtes eine herausragende Rolle.

In Bottrop gab es auf der Baustelle viel freie Fläche, um den Kran aufstellen zu können und Komponenten zu lagern oder zu bewegen. Wie viel Grundfläche braucht es in der Regel, um eine WEA aufstellen zu können? Industriegebiete sind, sie sagten es bereits, meist sehr kompakt und verdichtet. Ebenso viele Firmengelände.

Bei einer Anlage mit 100-Meter-Turm und 120 Meter Rotordurchmesser wird für den Aufbau der Haupt- und Hilfskrane eine Fläche mit 120 Meter Länge benötigt. Die Fläche für die aufgerichteten Krane ist etwa 75 mal 75 Meter groß. Rund um den Turm wird bei einem 120-Meter-Rotor eine freie Fläche von etwa 60 Meter benötigt, um den Rotor am Boden zusammenzubauen.

Für die Lagerung von Rotorblättern, Turmsegmenten und so weiter sollten 30 mal 100 Meter zur Verfügung stehen.

Die Baustellenlogistik kann natürlich stand-ortabhängig variieren, so dass unsere Experten bei der Planung immer die realen Bedingungen vor Ort abklären müssen.

Erschienen in Ausgabe: 05/2016