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Windkraftanlage

Permanentmagnetbremsen für

Erneuerbare Energien

Kendrion bietet speziell für die Energietechnik Permanentmagnetbremsen, die wartungsarm und robust sind und darüber hinaus einen niedrigen Energieverbrauch vorweisen können.

Erneuerbare Energien

Kendrion ist Hersteller von elektromagnetischen Komponenten für die Energietechnik, welche insbesondere im Bereich der Windkraftanlagen Anwendung finden.
Kendrion bietet speziell für die Energietechnik Permanentmagnetbremsen, die wartungsarm und robust sind und darüber hinaus einen niedrigen Energieverbrauch vorweisen können.

Antriebstechnik für Windenergieanlagen -
Permanentmagnetbremsen in Windenergieanlagen zur Pitchregelung

Es bedarf großer Anstrengungen um sowohl den Energiebedarf zu decken als auch den damit verbundenen Kohlendioxid Ausstoß, ein wesentlicher Verursacher der Erderwärmung, zu reduzieren. Der Ausbau von regenerativen Energiequellen, insbesondere der Windenergie ist ein wesentlicher Faktor, um dieses Ziel zu erreichen. Dabei wird durch die Steigerung der Leistung der Windkraftanlage die Anzahl der zu installierenden Anlagen reduziert. Mit zunehmendem Anteil von regenerativen Energiequellen an Gesamtenergiebedarf wird der wetterabhängige, stark schwankende Energieertrag zunehmend zur Herausforderung. Neben dem verstärkten Ausbau der installierten Nennleistung aller Windkraftanlagen wird ein möglichst gleichmäßiger Energieertrag über den Tagesverlauf zum Schlüsselfaktor, um Ertragsschwankungen abzufedern. Hier setzen die Windanlagenhersteller auf eine individuelle Leistungsregelung der Windkraftanlagen durch eine aktive Pitch-Verstellung der Rotorblätter. So kann die Leistung der Anlagen im Verbund auf den Strombedarf geregelt werden, unter Berücksichtigung des vorliegenden Windangebots. Darüber hinaus sind bei hohen Windgeschwindigkeiten die Materialbelastungen der Rotorblätter unter der Auslegungsgrenze zu halten. Bei Sturm werden so die Rotorblätter aus dem Wind gedreht und dort in gebremster Stellung gehalten. Mit diesen Anforderungen an gesteigerte Anlagenleistung, gleichmäßigen Energieertrag und Sicherheit stehen Windkraftanlagenhersteller vor neuen und zunehmend komplexen Herausforderungen. Die aktive Pitch-Verstellung wird über elektrische Antriebe, gekoppelt mit elektromagnetischer Bremsen, realisiert. Ist für einen aktuell gegebenes Windangebot und für den aktuellen Energiebedarf die optimale Leistung der Windkraftanlage durch Pitch-Verstellung gefunden, hält die elektromagnetische Bremse das Rotorblatt in der gewünschten Winkelposition, der Motor muss damit kein Drehmoment übertragen und kann stromlos geschaltet werden. Darüber hinaus garantiert die Bremse bei Starkwind, dass das Rotorblatt nicht ungewollt in den Wind gedreht wird, was zu unzulässig hohen Strukturbelastung bis hin zum Bruch der Rotoren führen würde. Im industriellen Bereich ist „Kendrion Industrial Drive System“ ein langjähriger, erfahrener Lösungsanbieter für Bremsen in Elektromotoren, so auch für die Anwendung Rotor Pitchverstellung in Windkraftanlagen. Für diese Applikation wurde von Kendrion eine Cold Climate Version der Permanentmagnetbremse entwickelt, die als spezielle Lösung ideal die Anforderungen der Windkraft erfüllt. Dies wird nicht zuletzt durch den stetig steigenden Bedarf der Branche an diesen Bremsen bestätigt. Die Permanentmagnetbremsen erfüllen die höchsten Haltemomentanforderungen. Dies in einem Umfeld widriger Bedingungen im Sommer wie Winterbetrieb, bei Temperaturen von -40°C bis zu 70°C und stark variierender Luftfeuchtigkeit. Die darüber hinaus höchsten Anforderungen der Branche an die Zuverlässigkeit aller Komponenten wird Kendrion durch den Einsatz qualitativ hochwertiger Komponenten gerecht. Die hohe Funktionssicherheit bei minimaler Stillstandszeit sorgt für die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen für die Betreiber, nicht zuletzt für Anlagen in entlegenen Gegenden.

Funktionsweise der Bremse

Die Permanentmagnetbremsen überzeugen durch ihre kompakten Abmessungen und ihr vergleichsweise geringes Gewicht. Die Leistungsdichte ist dank der Permanentmagnete etwa doppelt so hoch wie bei Federdruckbremsen üblich. Über aufwändige Qualifizierungs- und Prüfverfahren ist es Kendrion möglich höchste Drehmomente zu garantieren. Im Motorbetrieb führt der restmomentfreie Aufbau der Permanentmagnetbremse zu einem verschleißfreien Betrieb, eine sehr hohe Lebensdauer ist die Folge. Die bei Rotordrehung auftretenden Fliehkräfte haben ebenfalls keinen Einfluss, im Gegensatz zur Federdruckbremse. Der durch die Fliehkraft verstärkte Kontakt der Reibscheibe führt zu einem einseitig erhöhten Anfahrverschleiß. Dieser Anfahrverschleiß kann wiederum signifikant die Lebensdauer heruntersetzten.