Siemens tester tophemmelig gearløs mølle
I næste uge opstiller danske Siemens Wind Power den første af to testmøller, som skal vise, om gearløs teknologi kan konkurrere med den traditionelle maskinopbygning i store vindmøller. Siemens håber, at gearløs teknologi kan gøre det lettere at vedligeholde havmøller.
En gearløs mølle er mere enkel, men generatoren er typisk tungere og ikke en standardvare. Vingenavet sidder på en aksel, som bæres af to hovedlejer, og bagved sidder generatoren, der producerer vekselstrøm. Strømmen ensrettes til jævnstrøm og sendes ned til en omformer i bunden af tårnet. Her laves den igen om til vekselstrøm. (Grafik: Troels Marstrand)
Læs også
-
Vindkraft på havet: Masser af god vilje, men alt for få møller
-
Siemens skal levere møller til Danmarks største havmøllepark
-
Amerikanere overhaler Vestas og Siemens med største havmølle
-
Vingerne kommer til at stå bomstille på Danmarks nye vindmøller
Læs mere om
I en stor hal uden vinduer, hvor kun særlige Siemens-medarbejdere har adgang, arbejder ingeniører og teknikere med et superhemmeligt teknologiprojekt, som skal vise, om det er muligt at få økonomi i en stor vindmølle uden gearkasse.
I stedet er vingenav og en kort hovedaksel koblet direkte på en specialudviklet, mangepolet synkrongenerator.
»Vi har arbejdet tæt sammen med to generatorfabrikanter, Siemens og Converteam for at få udviklet en synkrongenerator, der kan leve op til vores særlige krav om robusthed og driftsøkonomi,« forklarer ingeniør Peder Hykkelbjerg Hansen, som er projektleder og har arbejdet på projektet siden 2006.
Testmøller klar til opstilling
Inde i den hemmelige hal tårner de megastore komponenter sig op til testmøllen i 3,6-MW-klassen. Her er en 13 meter lang maskinkabine med hovedaksel, lejebukke og krøjekrans, og her to generatorbasser med diametre på omkring 5,5 meter og en vægt på 70-75 tons pr. stk.
Bag en høj sikkerhedsvæg gemmer sig en prøvestand, hvorfra den ene af generatorerne netop er hejst ned på gulvet efter en veludført test og nu skal monteres i møllehatten.
Den første af de to testmøller skal være klar til opstilling ved Ringkøbing i uge 28.
Teknologiskifte
Siemens Wind Powers testmøller kan markere begyndelsen på et teknologiskift hos de store møllefabrikanterne, som – bortset fra tyske Enercon – hidtil har sværget til møller, der er opbygget med en hovedaksel, et gear og en hurtigløbende generator. Denne konstruktion er lettere, billigere og kan bygges med standardkomponenter.
Planerne om at udvikle et alternativ uden gear har faktisk spøgt hos Siemens siden 1999, da selskabet hed Bonus Energy.
Teknologichef Henrik Stiesdal understreger dog, at Siemens fortsat er og vil være glade for gearteknologien, selv om der ind i mellem har været problemer:
»Men enkelheden i direkte drevne generatorer kan blive en driftsmæssig fordel på store møller, opstillet langt til havs. Derfor har vi ønsket at få hands-on-erfaring med den teknologi, så vi kan vurdere, om den kan komme til at konkurrere med gearteknologi og i givet fald fra hvilken møllestørrelse,« siger Henrik Stiesdal.
Beregnet på offshore
Henrik Stiesdal tilføjer, at en tilfredsstillende test over to år af den nye mølletype vil give basis for at beslutte, om Siemens vil producere gearløse vindmøller.
Det er primært offshore-markedet, virksomheden har i tankerne. Hvis vingerne skal trække direkte på generatoren, skal den kunne rotere lige så langsomt som vingerne – 9-13 omdrejninger pr. minut på en 3,6 MW type. Det kan en mangepolet synkrongenerator med permanente magneter.
Statoren består af viklede spoler og rotoren af store magnetpoler, opbygget med permanente magneter. Når polerne passerer spolerne, induceres den nødvendige spænding. Siemens vil ikke ud med, hvor mange permanente magneter, der er i de nye generatorer.
I forhold til tyske Enercon, der bruger elektromagneter i stedet for permanente magneter, er generatorens diameter på 5,5 meter ikke specielt for en mølle på 3,6 MW.
Permanente magneter
Netop øget vægt af generatoren samt høje priser på permanente magneter anses for at være de to største udfordringer for Siemens' gearløse teknologi. Men Siemens regner med at kunne optimere konstruktionen, så vægten bliver den samme som for møller med gear, og magnetprisen bekymrer ikke Henrik Stiesdal:
»Materialerne til permanente magneter er faktisk relativt billigere nu, end da vi lavede de første undersøgelser i 1999,« siger han og tilføjer, at de særlige materialer til de permanente magneter, neodymium og dysprosium, udvindes i både Kina og Australien.
Et andet specielt forhold ved den ny generator er, at den er helt indkapslet. Kendte møller med direkte drevne generatorer har ofte helt eller delvist åbne generatorer, men det egner sig efter Siemens' vurdering ikke til brug på havet.
Derfor er møllen udstyret med en stor varmeveksler, så den lukkede generator kan køles uden at komme i kontakt med fugtig og saltholdig udeluft. Omkring fem procent af energien forsvinder som varme ved denne type generator.
