Dänische Windkraft
Die Windindustrie beherrscht den Hafen im dänischen Esbjerg. Wo früher die Fährverbindung nach England, der Export von traditionellen landwirtschaftlichen Produkten wie Speck und Butter, Nordsee-Öl und Fischerei dominierten, ist heute das Zentrum für Aktivitäten rund um Erneuerbare Energie.
Esbjerg an der Westküste von Jütland ist nicht nur einer der größten Häfen Dänemarks, sondern gehört auch zu Europas führenden Windenergie-Metropolen.
Überall im Hafengelände stehen Gestelle mit 15 Tonnen schweren Rotorblättern, 400 Tonnen schweren, gigantischen Gondeln und Segmenten jener Stahltürme, die die Gondeln später tragen werden. Diese in Dänemark produzierten Turbinenkomponenten sind für den weltweiten Export sowie für den regionalen Einsatz in neuen Offshore-Windparks in der Nordsee vorgesehen. Daher liegen im Hafen ganze Flotten von Versorgungs- und Serviceschiffen sowie 1.500-Tonnen-Schwimmkränen.
Auf den örtlichen Straßen wurden Kreisverkehre in der Mitte umgebaut, so dass die mit 80 Meter langen Rotorblättern beladenen Sattelschlepper auf dem Weg von den nahegelegenen Fabriken bis zum Hafen geradeaus fahren können.
„Nirgendwo sonst ist die Umstellung auf nachhaltige Energieerzeugung so spürbar wie in Esbjerg”, meint Lars Buhrkall, Leiter der Onshore-Windparksparte von Vattenfall in Esbjerg. „Die dänische Regierung will, dass der Energieverbrauch des Landes in ein paar Jahren zu 50 Prozent aus erneuerbaren Quellen gedeckt wird. Heute liegt der Anteil bei 42 Prozent. Das ist wirklich Big Business.“
Vattenfall
Vattenfall ist einer der größten Strom- und Wärme-produzenten Europas.
Die Muttergesellschaft, Vattenfall AB, mit Hauptsitz im Stockholmer Vorort Solna befindet sich im Besitz des schwedischen Staates.
Vattenfalls wichtigste Märkte sind Dänemark, Finnland, die Niederlande, Deutschland, Großbritannien und Schweden.
Der Konzern beschäftigt rund 20.000 Mitarbeiter und erzielte 2017 einen Umsatz von circa 13,3 Milliarden Euro.
Vattenfall (zu Deutsch: Wasserfall) ist in ganz Skandinavien ein vertrauter Name. Das in Besitz des schwedischen Staates befindliche Unternehmen geht auf eine Zeit zurück, als man in Schweden zur Gewinnung von Energie große Flüsse staute. Heute ist Vattenfall mit einem 2017 ausgewiesenen Umsatz von rund 13,3 Milliarden Euro und 20.000 Beschäftigten einer der größten Strom- und Wärmeproduzenten und -versorger Europas. Das Unternehmen betreibt über 1.300 Windturbinen (mit einer Gesamtkapazität von 2.200 MW) in Deutschland, den Niederlanden, Großbritannien, Dänemark, Schweden und Finnland. Erklärtes Ziel von Vattenfall ist eine Welt frei von fossilen Brennstoffen.
„Das ist auch für SKF ein wachsendes Geschäft”, meint Peter Scheibner, Country Manager Erneuerbare Energie bei SKF Dänemark. „Windenergieanlagenhersteller und Energieversorger wie Vattenfall wollen alle dasselbe – einen störungsfreien Betrieb auf möglichst lange Sicht, und das heißt für die Dauer von rund 25 Jahren oder länger.“
Herausragende Lagerleistung
Das SKF 240/710 BC Pendelrollenlager setzt bei Lagerleistung und Präzisionsfertigung einen neuen Standard. Es wurde für On- und Offshore- Windenergieanwendungen entwickelt. Zu seinen Vorteilen gehören gute Leistung bei niedrigen Drehzahlen, hohe Schubkraft und verbesserte Innengeometrie. Außerdem wurde der weichere Messing-Werkstoff des Käfigs durch
wesentlich härteres Gusseisen ersetzt. Diese wichtige Konstruktionsänderung hat sich als verschleißmindernd erwiesen und löst bisherige Schmierungsprobleme.
SKF ist schon seit vielen Jahren ein wichtiger Lager-, Schmierstoff- und Systemlieferant für Onshore-Windkraftanlagen, also jene Windenergieanlagen, die man am häufigsten von der Straße aus sieht. Das wahre Wachstumspotenzial liegt jedoch im Offshore-Sektor, wie die fieberhaften Aktivitäten im Hafen von Esbjerg zeigen. Hier baut SKF ihre Präsenz zunehmend aus.
„Größere Turbinen, Getriebe und Generatoren und höhere Belastungen stellen neue Anforderungen an Lagersysteme, und damit haben wir viel Erfahrung“, erklärt Scheibner. „Aus diesem Grund arbeiten wir bei einigen bedeutenden Offshore-Windenergieprojekten sehr eng mit Vattenfall zusammen.“
Scheibner zufolge haben sich Standard-Pendelrollenlager in der Hauptlagerung von Windturbinen nachweislich bewährt. Einige halten bei Beachtung der entsprechenden Wartungsintervalle bis zu 20 Jahre. Aber es gibt Grenzen.
SKF analysierte in Zusammenarbeit mit Windenergieanlagenherstellern die technischen Merkmale von Offshore-Windenergie-Anwendungen und entwickelte eine neue Reihe von Pendelrollenlagern speziell für diesen Bereich. Eines dieser neuen Lager ist seit Februar 2016 in einer dänischen Onshore-Windenergieanlage vom Typ NM 80 im Windpark Tjæreborg Enge, zehn Kilometer südlich von Esbjerg, im Einsatz. SKF und Vattenfall kontrollieren die Leistung dieses Lagers regelmäßig von ihren jeweiligen Überwachungseinrichtungen in Esbjerg aus. Beide zusammen bilden das „Nervenzentrum“ der Wartungstätigkeit in Esbjerg. Auf einer Reihe von Monitoren wird per Mausklick der Betriebszustand der Windparks bis hin zu einzelnen Turbinen im Detail angezeigt. Dahinter verbirgt sich allerdings eine recht komplexe Aufgabe, denn es gilt, Probleme möglichst frühzeitig zu erkennen, um bspw. Wartungseinsätze an Hauptkomponenten zu bündeln; denn Kranfahrzeuge sind teuer.
Um seine On- und Offshore-Windenergieanlagen in Esbjerg zu überwachen, nutzt Vattenfall SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) und CMS (Zustandsüberwachungssysteme). Diese Online-Systeme kontrollieren neben der tatsächlichen Energieerzeugung auch Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Getriebeschmierung, Öltemperatur und -druck sowie Temperatur und Druck der Generatorkühlung.
Für die Lagerlösung musste die Innengeometrie der SKF Pendelrollenlager neu gestaltet und optimiert werden. SKF entwickelte einen neuen Designprozess, bei dem die Innengeometrie iterativ verändert und dabei die Leistung Tausender von möglichen inneren Lagergeometrien simuliert wird, bis schließlich die optimale Konstruktion für das Lager gefunden ist, die den Anwendungsbelastungen am besten Rechnung trägt. Auch Geometrie und Werkstoff des Käfigs sind neu. Statt Messing wurde Gusseisen verwendet. „Gusseisen ist steifer und härter als Messing“, kommentiert Scheibner.
Verschiedene metallische Gleitkontakte im Lager mussten eliminiert werden, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren. Die geringeren Kontaktdrücke verlängerten zudem die berechnete Lagernutzungsdauer um durchschnittlich 60 Prozent. Die neuen Lager sind auch um vier Prozent leichter und haben verbesserte Schmierungseigenschaften.
Es ist eine Win-Win-Situation. SKF hilft uns mit ihren Ressourcen.
Lars Buhrkall, Leiter der Onshore-Windparksparte von Vattenfall in Esbjerg
SKF erhöhte ihre Problemlösungsressourcen als Investition in die Kundenbeziehungen zu Vattenfall kräftig: 100 Prozent Verfügbarkeit über die 25-jährige Nutzungsdauer der Turbine. Wir sind zuversichtlich, dass sich unser neues, speziell für die Windenergieindustrie entwickeltes Pendelrollenlager gegen ,konventionelle‘ Hauptwellenlagerungen von Windturbinen durchsetzen wird“, so Scheibner.
„Wer auf lange Sicht Verbesserungen haben will, muss sich auf kurze Sicht an der Erprobung unserer Lager beteiligen“, sagt Scheibner. „Diese Art der Zusammenarbeit mit Vattenfall ist für uns extrem wichtig, damit wir Tests durchführen können, aber sie ist ebenso wichtig für Vattenfall. Wir sind zuversichtlich, dass sich unser neues, speziell für die Windenergieindustrie entwickeltes Pendelrollenlager gegen ,konventionelle‘ Hauptwellenlagerungen von Windturbinen durchsetzen wird.“
Buhrkall von Vattenfall in Esbjerg fügt hinzu: „Es ist eine Win-Win-Situation. SKF hilft uns mit ihren Ressourcen und wir erreichen einen nahezu störungsfreien Betrieb.“