Die Lagerung der Rotorwelle ist bei Windkraftanlagen ein zentrales Thema, denn auf die Lager wirken alle Kräfte, die der Wind erzeugt. Fällt das Hauptlager aus, kommt es zum ungeplanten Stillstand der kompletten Anlage. Abhilfe schafft das von Schaeffler entwickelte Vorspannungsmesssystem Premesy.
In modernen Multimegawatt-Windkraftanlagen kommen häufig sogenannte angestellte Lagerungen zum Einsatz. Dieses Konzept ist zuverlässig und ermöglicht lange Einsatzzeiten. Wichtig ist dabei jedoch eine möglichst genaue Einstellung der Lagervorspannung bereits bei der Montage und im laufenden Betrieb. Die optimale Auslegung der Vorspannung wird im Konstruktionsprozess mit komplexen Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode ermittelt. In der Praxis werden die Einstellungen jedoch nur selten oder gar nicht kontrolliert. Abweichungen von der definierten Lagervorspannung werden erst erkannt, wenn die Lager vorzeitig ausfallen. Die Lösung von Schaeffler ist nach eigenen Angaben das erste digitale System, das Vorspannung bereits während der Montage und im Betrieb überwacht.
Kernstück des Systems sind digitale Abstandssensoren, die von einem zentralen Gerät überwacht werden, das sich einfach integrieren lässt. So bietet die Lösung auch die Grundlage für eine vorausschauende Instandhaltung, da die wichtigsten Einflussfaktoren für mögliche Schäden überwacht werden. So werden Ausfälle und Folgekosten verhindert, die bei einer Windkraftanlage hoch ausfallen. Neben dem Produktionsausfall über mehrere Tage oder sogar Wochen können die Reparaturkosten bei Offshore-Anlagen zwischen einer halben und einer Million Euro liegen.
„Ohne ein Überwachungssystem ist es kompliziert, die Lagervorspannung korrekt einzustellen und zu kontrollieren“, erklärt Benedikt Neugebauer, Experte der Regional Business Unit Wind Energy bei Schaeffler. „Bei einer zu hohen Vorspannung sinkt die Lebensdauer erheblich und im Extremfall kann das Lager überhitzen.“ Eine zu geringe Vorspannung störe das reibungslose kinematische Verhalten der Wälzkörper, was zu einem frühzeitigen Ausfall des Lagers und damit der gesamten Windkraftanlage führen kann. „Unsere Lösung trägt zu einem störungsfreien Betrieb der Windkraftanlage und somit zur zuverlässigen Energieproduktion bei“, ist sich Neugebauer sicher.
Bereits vor der Markeinführung wurde die neue Entwicklung der Spezialisten aus Schweinfurt im November 2021 vom Verband Südostasiatischer Nationen ASEAN mit dem „Wind Future Award“ in der Kategorie „Smart Technology Innovation of the Year“ ausgezeichnet.
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