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Bemerkenswert erneuerbar

Innovative Beschichtungen für dauerhafte Spitzenleistung von Windturbinen

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Harnessing the Wind

Unserer Fantasie sind keine Grenzen gesetzt. Sie bringt uns in andere Zeiten und auf andere Planeten, weit weg von unseren modernen Fähigkeiten und Annehmlichkeiten. In unserer Fantasie können wir Florenz im Zeitalter von Michelangelo und da Vinci erleben, werden Zeugen der Hofintrigen im elisabethanischen England und sitzen – nach einem seiner Experimente – mit Ben Franklin bei Bier und lebhafter Unterhaltung zusammen. Gleichzeitig können wir uns nicht vorstellen, tatsächlich „unplugged“ zu sein, von Wissenschaft und Technik abgeschnitten, zurückgelassen als Überlebende in einer analogen Welt.

Dabei ist uns die Vergangenheit vertrauter als wir denken. Sie haben bestimmt schon den Ausdruck „Winds of Change“ gehört. Fakt ist: „Der Wind des Wandels“ ist schon seit mehr als 7000 Jahren die treibende Kraft für technologische Veränderung.

Schon damals nutzten ägyptische Seefahrer die Windkraft, um den Nil zu befahren. Im Mittleren Osten baute man bereits ab dem 11. Jahrhundert in grossem Umfang Windmühlen für die Herstellung von Lebensmitteln. Holländische Händler übernahmen die Idee, so dass fortan in den Niederlanden die Windkraft dieser Windmühlen dazu benutzt wurde im Rheindelta Höhenunterschiede zu überwinden, um den Rhein schiffbar zu machen. Und als das Elektrizitätsnetz noch in seinen Kinderschuhen steckte, füllten Windparks die Lücke in der Energieabdeckung und brachten Licht in Häuser und Gebäude in abgelegenen Gegenden.

Heute schafft die Windindustrie nicht nur erneuerbare Energie, sondern auch Jobs. Ende 2015 waren 1,1 Millionen Menschen in der ganzen Welt in der Windindustrie beschäftigt. Bis 2020 rechnet man allein in der EU mit einem Anstieg der in dieser Branche entstehenden Jobs auf 520’000. Windkraftanlagen erzeugen 3,7 Prozent der weltweit verbrauchten Energie. Eine Zahl, die angesichts zweistelliger Zuwachsraten von aus Windkraft gewonnener Energie erwartungsgemäss noch drastisch steigen wird.

Bereits heute sind weltweit in 80 Ländern Windenergieanlagen installiert, angeführt von China, den USA, Deutschland und Indien. Angesichts der Tatsache, dass China und Indien einen Drittel der Weltbevölkerung ausmachen, liegt das langfristige Marktpotenzial von Windkraft klar auf der Hand.

Das sind gute Nachrichten für Unternehmen, die Windturbinen und zugehörige Komponenten herstellen. Gedämpft wird der Optimismus einzig durch immer deutlicher zu Tage tretende Herausforderungen. Denn um dem steigenden Bedarf gerecht zu werden, müssen Windenergieanlagen und –ausrüstung physisch immer grösser gebaut werden – wodurch die Turbinen und Einzelteile deutlich mehr Belastung erfahren.

Ein Beispiel: Das Hohlrad im Getriebe einer modernen Windturbine. Dadurch, dass der Raddurchmesser bis zu 3 Meter sein kann, ist die Gefahr, dass sich das Rad verzieht, relativ hoch. Andere Komponenten wiederum gewährleisten optimale Leistungsfähigkeit: Yawantriebe positionieren die Gondel – den oberen Teil des Systems – und stellen sicher, dass sie direkt in den Wind gerichtet ist, während Pitchantriebe die Rotorblätter positionieren, um so die Energieausbeute zu maximieren. Jedes dieser Teile muss zuverlässig Höchstleistung erbringen und deshalb auch zuverlässig gegen Verschleiss, Erosion und Korrosion geschützt sein.

Um sich diesen Herausforderungen zu stellen, arbeiten die Techniker von Oerlikon eng mit den Herstellern zusammen und entwickeln Lösungen, die das Potenzial der Windenergie deutlich steigern. Eine aus dieser Zusammenarbeit resultierende Innovation ist z. B. die Behandlung der Hohlräder mit Balitherm Ionit, einem Plasmanitrierprozess von Oerlikon Balzers, der Verzug massiv reduziert und so die Belastbarkeit erhöht.

Auch für Yaw- und Pitchantriebe stehen wichtige Verbesserungen zum Schutz von Bauteilen zur Verfügung. Zink- oder Zink-Aluminium-Beschichtungen werden durch Lichtbogenspritzen aufgetragen und reduzieren so das Risiko von Korrosion. Das Oerlikon Metco Team im deutschen Weissenborn hat sogar ein Verfahren entwickelt, welches beschädigte Rotorwellen durch thermisches Spritzen erneuert und repariert und dadurch ihre Nutzungsdauer verlängert.

Niemand kann Innovation einfach so aus dem Hut zaubern. Aber wie schon immer in der Geschichte finden kreative Köpfe immer wieder Mittel und Wege, Innovation aus der Luft zu zaubern – und daraus Windkraft zu erzeugen. Keine Frage: Aufbauend auf Errungenschaften aus der Vergangenheit machen neue technische Entwicklungen Wind zu einer signifikanten Ressource in der künftigen Welt erneuerbarer Energien.

 

Von Randy B. Hecht

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