Aktive Verbesserung der Nutzung der Windenergie
Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung der Welt wird die Nachfrage nach nachhaltigen erneuerbaren Energiequellen voraussichtlich steigen. Unsere Lösungen ermöglichen die Erzeugung von Windenergie in einer Vielzahl von Anwendungen.
Während die Welt dank entsprechender Innovationen immer nachhaltiger und stärker elektrifiziert wird, wächst auch die Nachfrage nach erneuerbaren Energien. Windenergie ist zu einer attraktiven Option unter den erneuerbaren Energiequellen geworden, da sie kostengünstig ist und in verschiedensten Umgebungen implementiert werden kann. Aufgrund der zunehmenden Aufmerksamkeit gegenüber Windenergie und der hohen Nachfrage müssen die für den Bau und die Instandhaltung von Windkraftanlagen verantwortlichen Unternehmen herausfinden, wie sie mehr Strom effizient und nachhaltig produzieren können.
Der Bau zusätzlicher Windenergieanlagen mag ein entscheidender Schritt für das Wachstum der Nutzung erneuerbarer Energien sein. Aber wichtig ist auch, dass diese Anlagen möglichst effizient Energie nutzen und Strom erzeugen. Die Ingenieure, die Windenergieanlagen entwickeln, müssen zudem dafür sorgen, dass die Anlagen vor Umweltbedrohungen geschützt sind und ihre CO₂-Bilanz möglichst gering bleibt.
Mehr Energie auf kleinerer Stellfläche
Der Bau einer Windenergieanlage erfordert Zeit und Ressourcen. Die Windenergieunternehmen müssen diese Investitionen maximieren und sicherstellen, dass jede Windenergieanlagenanlage so viel Strom wie möglich erzeugt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Herausforderung zu bewältigen. Ein Ansatz besteht darin, höhere Windräder zu kaufen, sofern dies gemäß den örtlichen Vorschriften zulässig ist. Höhere Windräder erreichen Zonen, in denen die Windgeschwindigkeit aufgrund der atmosphärischen Bedingungen schneller ist. Bei höheren Windgeschwindigkeiten drehen die Räder schneller und erzeugen mehr Energie.
Höher gebaute Windenergieanlagen brauchen in der Regel auch ein größeres Fundament. Das ist nicht nur weniger umweltfreundlich, sondern auch weniger kosteneffizient. Größere Betonsockel haben einen höheren Platzbedarf, und breitere Türme verursachen einen höheren Materialverbrauch. Andererseits können höhere Windräder auch dazu beitragen, den Bedarf mit weniger Anlagen abzudecken. Daher müssen die Ingenieure ein Gleichgewicht zwischen der Erhöhung der Windradhöhe und der Produktionseffizienz finden und gleichzeitig die Größe des Fundaments gering halten, ohne Risiken bei der Sicherheit einzugehen.
Eine Option ist die Verkleinerung des Maschinenhauses – das ist das Gehäuse oben am Turm. In dem Maschinenhaus einer Windenergieanlage befinden sich Geräte wie Umrichter und Transformatoren, die die Drehung der Rotorblätter in Strom umwandeln. Eine Möglichkeit, die Größe des Maschinenhauses zu reduzieren, besteht darin, diese Teile enger nebeneinander zu montieren – der Verzicht auf Kabel zugunsten einer Alternative für die Herstellung elektrischer Verbindungen kann Teil des Ansatzes sein. Die flexible Sammelschiene nVent ERIFLEX Flexibar Advanced zeichnet sich durch einen hohen Biegeradius und eine hohe Leitfähigkeit aus. So werden Konstruktionen möglich, die mit Kabeln nicht sicher realisierbar wären. Die Stromschiene leitet höhere Stromstärken und erfordert dabei weniger Kupfermaterial als herkömmliche Kabel.
Flexibar-Stromschienen, die mit einer raucharmen, halogenfreien, feuerhemmenden und hochtemperaturbeständigen Dämmung ausgestattet sind, können in Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen eingesetzt werden. Durch den Einbau dieses Produkts in dem kompakten Maschinenhaus können Kosteneinsparungen und eine höhere Effizienz in der Stromerzeugung bei einem geringeren Materialverbrauch erreicht werden. Darüber hinaus erleichtern diese maßgeschneiderten technischen Lösungen die Austauschbarkeit wichtiger Komponenten, wodurch die Wartung schneller und sicherer wird und weniger Abfall anfällt.
Kritischer Support und Sicherheit
Selbst die kleinsten Maschinenhäuser erfordern einen sorgfältig konstruierten Turm für zuverlässige Standsicherheit bei großen Bauhöhen. Bei der Konstruktion von Windenergieanlagen müssen starke Winde und Stürme, bei Offshore-Anlagen zusätzlich die ständigen Meeresbewegungen berücksichtigt werden. nVent LENTON-Kupplungen leisten ganze Arbeit beim Verbinden von Armierungen in Windradfundamenten und -türmen und tragen das immense Gewicht der Windräder selbst in den rauen Umgebungen, denen Windkraftanlagen häufig ausgesetzt sind.
Neben Überlegungen zur reduzierten Größe und strukturellen Stabilität muss bei der Konstruktion einer Windenergieanlage auch der Einfluss von Umweltbedingungen auf den Betrieb der Turbine einbezogen werden. Hohe Metallbauten in windigen Regionen sind ein offensichtlicher Risikofaktor für Blitzeinschläge. Bei der Konstruktion müssen die Ingenieure den entsprechenden Schutz der Turbine einplanen. Blitzeinschläge können wesentliche Komponenten von Windenergieanlagen beschädigen und kostspielige Ausfallzeiten und Störungen verursachen.
nVent bietet eine Vielzahl von Lösungen, mit denen Windenergieanlagen ohne Unterbrechung bedingt durch Blitzeinschlag funktionieren. Spezielle Rezeptoren an den Rotorblättern schützen die Windkraftanlage und leiten Blitzeinschläge sicher in den Boden ab, wo die Energie gefahrlos abgebaut wird. Bei der Konstruktion steht den Ingenieuren eine spezialisierte Blitzschutzsoftware von nVent zur Verfügung. Damit können sie Blitzschutzsysteme entwickeln, die den besonderen Anforderungen der zu entwickelnden Anlage entsprechen.
Für den Schutz von Windenergieanlagen vor Blitzschlag ist die richtige Ausrüstung zum Erfassen von Blitzeinschlägen erforderlich, aber auch die richtige Ausrüstung, die den Strom sicher in den Boden ableitet. Aufgrund der erforderlichen Umweltbedingungen befinden sich Windparks häufig in Gebieten mit hohem Erdwiderstand. Material zur Verbesserung der Bodenleitfähigkeit (GEM, Ground Enhancement Material) ist ein Kohlenstoffbeton mit geringem Widerstand, der die Erdungswirksamkeit verbessert. nVent ERICO GEM ist eine clevere Wahl für Fundamente von Windkraftanlagen, bei denen herkömmliche Erdungsmethoden durch begrenzten Platz und hohe Widerstandsfähigkeit erschwert werden.
Die Auslegung effizienter Windenergieanlagen und deren Schutz vor Umweltbedrohungen ist nicht leicht, aber von entscheidender Bedeutung. Während sich die Welt zunehmend in Richtung erneuerbarer Energiequellen entwickelt, bringt nVent wichtige Innovationen für die Stromerzeugung und erneuerbare Energien hervor, um den steigenden Energiebedarf zu unterstützen. Die Lösungen von nVent für die Windenergieerzeugung bieten langfristige Zuverlässigkeit, Sicherheit und kritischen Schutz für die Installationen. Unser Fachwissen und unsere Erfahrung in der Versorgungsbranche helfen unseren Kunden, effiziente und effektive Systeme zu entwickeln und so den Aufbau einer nachhaltigen elektrifizierten Welt zu unterstützen.