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Ein Reihenhaus auf dem Windkraft-Teststand

Das Bremerhavener Unternehmen AREVA Wind stellt Gondel und Turm der Windenergieanlage auf den Prüfstand und findet jeden noch so winzigen Fehler, bevor die leistungsstarke Windenergieanlage im Offshore-Windpark aufgestellt wird. Foto: Wolfgang Heumer
Das Bremerhavener Unternehmen AREVA Wind stellt Gondel und Turm der Windenergieanlage auf den Prüfstand und findet jeden noch so winzigen Fehler, bevor die leistungsstarke Windenergieanlage im Offshore-Windpark aufgestellt wird. Foto: Wolfgang Heumer

Wer beim Stichwort Prüfstand an Testanlagen wie beim TÜV denkt, lernt in Bremerhaven andere Dimensionen kennen. Das Unternehmen AREVA Wind betreibt dort das einzige Prüfzentrum weltweit für komplette Windenergieanlagen (WEA). Jede einzelne davon ist fast so groß wie ein Reihenhaus und wiegt so viel wie 200 Mittelklassewagen.

Die Ansammlung weiß getünchter Gebäude auf der Freifläche im Bremerhavener Fischereihafen wirkt von weitem wie eine Reihenhaussiedlung, deren einzelne Häuser eine rot umrandete Terrasse auf dem Dach tragen. Gleich neben der „Siedlung“ ragt ein graues Hallen-Hochhaus in den Himmel. Gerade wird eines der "Häuser" in die Halle geschoben. Was auf den ersten Blick befremdlich wirkt, hat eine einfache Erklärung: Bei den Gebäuden handelt es sich um die sogenannten Gondeln an der Spitze von Windkraftanlagen. Hergestellt werden sie bei dem Windradproduzenten AREVA Wind. „In der Halle befindet sich der Prüfstand, in dem jede einzelne Anlage unter Volllast-Bedingungen überprüft wird“, erläutert Lars Rother, Leiter des weltweit einzigartigen Prüfzentrums.

Windenergieanlagen (WEA) für den Einsatz auf hoher See sind eine Klasse für sich. Nicht nur, weil sie besonders groß oder effizient sind. "Sie müssen erheblich zuverlässiger sein als vergleichbare Anlagen an Land", sagt Lars Rother, "denn weit draußen auf dem Meer kann nicht für jede Kleinigkeit ein Mechaniker vorbeikommen." Das betrifft auch die M5000 von AREVA Wind, die als die einzige speziell für den Offshore-Einsatz entwickelte WEA der Fünf-Megawatt-Klasse gilt. Die Gondel, die gerade in die Halle bugsiert wird, ist bereits die zweite Anlage, die in dieser Woche zum 72-Stunden-Test auf den Prüfstand gebracht wird. "Jede Anlage, die bei AREVA Wind hergestellt wird, muss diese Prüfung absolvieren", betont Rother. Auf dem Prüfstand von der Größe eines Flugzeughangars sucht das Team des Prüfstandes nach Fehlerquellen, die möglicherweise nur Bruchteile von Millimetern groß sein können.

Windenergieanlagen sind komplexe Systeme. Das Herz schlägt in der mehr als 230 Tonnen schweren Gondel an der Spitze der mehr als 100 Meter hohen Türme. Dort steht der Generator, der – angetrieben von den gewaltigen Rotorblättern – die Windkraft in elektrische Energie wandelt. Unten in der ersten Turmsektion über dem Fundament befindet sich das Nervensystem der Riesen. Sensible Technik steuert die Rotorblätter, regelt die Stromerzeugung, sorgt für die störungsfreie Übergabe der Energie an das Stromnetz und überwacht die Funktionsfähigkeit der gesamten Anlagen anhand vieler hundert Detaildaten. "In einem solchen komplexen System müssen mögliche Fehlerquellen vor der Offshore-Installation entdeckt und behoben werden", sagt Lars Rother.

Ziel: Heirat von Turm und Gondel

"Verheiraten" nennt der Fachmann, wenn Gondel und Turm miteinander verbunden werden. Allein für den Trianel-Windpark Borkum, den ein Konsortium aus 33 europäischen Stadtwerken zur Zeit nördlich von Borkum bauen lässt, hat Rother 40 Mal "Hochzeit gefeiert". Denn bei AREVA Wind findet die Hochzeit im Saale statt. "Jede Gondel wird hier in der Halle gemeinsam mit dem Turm getestet, auf dem sie später steht", erläutert Rother. Damit stellt das Unternehmen sicher, dass beide Komponenten aufeinander abgestimmt und in Ordnung sind.

Der Prüfstand ist nicht die einzige Testanlage dieser Art in Bremerhaven. Die Seestadt hat sich binnen weniger Jahre zu einem Zentrum der Windenergie-Industrie entwickelt, die inzwischen weit mehr als 2000 Beschäftigte zählt. Angezogen wurden die großen Unternehmen auch von der Forschungskompetenz, die innerhalb von nicht einmal zehn Jahren in Bremerhaven entstand. Darunter ist seit 2001 auch AREVA Wind, Tochterunternehmen des französischen Energieriesen AREVA, das inzwischen 700 Mitarbeiter beschäftigt und vor einiger Zeit seinen Hauptsitz in Bremen eröffnete. Nur wenige Kilometer von AREVA Wind in Bremerhaven entfernt ist das IWES Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik ansässig, das auf zwei gigantischen Rotorblatt-Prüfständen bis zu 90 Meter lange "Flügel" buchstäblich auf Biegen und Brechen in monatelangen Belastungsprüfungen testet.

Die Qualitätssicherung für Windenergieanlagen ist ein Kraftakt. Nicht nur wegen des Gewichtes von Gondel und Turm, sondern auch wegen der für die Prüfung notwendigen Kräfte. Teillast, Volllast, langsames Ansteigen, schnelle Fahrtaufnahme, schließlich noch einmal zwölf Stunden Dauertest unter Volllast – während der 72 Stunden auf dem Teststand müssen Generator und Steuerzentrale einiges von dem aushalten, was im Alltag und im Extremen auf See auf die Maschinen einwirkt.

Prüfung auch mit dem Endoskop

Windenergieanlagen für den Einsatz auf hoher See müssen besonders zuverlässiger sein, weil sie größer und effizienter sind und weil weit draußen auf dem Meer kein Mechaniker für jede Kleinigkeit vorbeikommen kann. Foto: Wolfgang Heumer
Windenergieanlagen für den Einsatz auf hoher See müssen besonders zuverlässiger sein, weil sie größer und effizienter sind und weil weit draußen auf dem Meer kein Mechaniker für jede Kleinigkeit vorbeikommen kann. Foto: Wolfgang Heumer

Überwacht wird das System durch eine Vielzahl von Sensoren und Datengebern, die überall in der Anlage verteilt sind. Auf dem Prüfstand liefern die Sensoren all jene Daten, die das Prüfteam zur Beurteilung der Anlage benötigt. Öldruck, Temperaturen, Reaktionsgeschwindigkeiten, gemessen wird alles, was irgendwie durch Sensoren zu ermitteln ist. "Kleinste Abweichungen von der Norm erlauben dann Rückschlüsse auf mögliche Fehler", erklärt der Prüfstandleiter. Die AREVA Wind-Experten verlassen sich aber nicht nur auf die instrumentale Kontrolle: "Zwischen den einzelnen Abschnitten untersuchen wir bewegliche Teile mit dem Endoskop auf mögliche Verschleißspuren", berichtet Rother aus seinem Arbeitsalltag. Selbst wenn die Abweichungen nur Bruchteile von Millimetern messen, "entgehen sie uns nicht", so Rother.
Dass AREVA Wind so genau hinschauen lässt, hat einen klaren Grund. Zwei der ersten sechs Anlagen für das Testfeld alpha ventus bei Borkum mussten wegen Erwärmung vorsichtshalber abgeschaltet werden; vorsorglich ließ AREVA Wind alle sechs Anlagen austauschen.

Diese Erfahrung kostete damals ein erhebliches Lehrgeld – heute zahlt sich das aus. Die auf dem Prüfstand gewonnenen Daten dienen ja nicht nur der Qualitätssicherung für jede einzelne Anlage. Sie sind auch eine gute Basis, um die M5000 weiter zu entwickeln. "Auch deshalb stehen wir in ständigem Kontakt zur Produktion und zur Entwicklung", betont Rother. Immerhin ist die M5000 die einzige Windenergieanlage dieser Klasse, die speziell für den Einsatz auf hoher See entwickelt wurde. "Die Gondel ist so leicht wie möglich gebaut worden. Alle Komponenten wurden so konstruiert, dass sie mit dem geringstmöglichen Aufwand montiert oder ausgetauscht werden können", weiß Rother. Die M5000 ist ein richtiges Bremerhavener "Kind" – ihr Prinzip wurde von dem Bremerhavener Unternehmen Multibrid entwickelt. Die WEA erregte so viel Aufsehen, dass sie das Interesse des französischen Energiekonzerns AREVA weckte.

Offensichtlich hat das Prinzip auch das Interesse des Marktes geweckt. Noch ist die Produktionskapazität des Werkes in Bremerhaven nicht ganz ausgelastet. Aber die Offshore-Windkraftnutzung läuft ja auch gerade erst an. AREVA Wind ist für den Tag bereits vorbereitet, an dem im ersten Prüfstand die Jahreskapazität von 100 Prüfungen erreicht ist. Nebenan wurde bereits das Fundament für einen zweiten Prüfstand angelegt.

Mehr unter www.areva-wind.com

7.092 Zeichen, Autor: Wolfgang Heumer

Pressekontakt:

AREVA Wind

Heike Winkler

E-Mail: heike.winkler[at]areva.com

Erstellungsdatum: 26.02.2013