Windkraft vom Hausdach Auf einen Blick

Antriebstechnik

Servotechnik – Miniatur-Windkraftanlagen können die dezentrale Stromversorgung von Privathäusern und anderen Kleinverbrauchern unterstützen. Der Einsatz eines eigens optimierten Synchron-Servomotors als Generator ermöglicht einen Wirkungsgrad von mehr als 95 Prozent.

13. November 2012

Eine interessante Option zur Umsetzung der sogenannten »Energiewende« ist die dezentrale Gewinnung von elektrischer Energie durch Kleinwindkraftanlagen, die zum Beispiel auf Privathäusern oder an Mobilfunkantennen an abgelegenen Standorten montiert werden. Neue Möglichkeiten speziell für Privathaushalte und Gewerbebetriebe eröffnet zum Beispiel die kompakte und genehmigungsfreie Windturbine Enflo 0110, die die WindTec Systems AG aus Kreuzlingen in der Schweiz entwickelt hat. Das Unternehmen sei derzeit der einzige Anbieter auf dem Markt, der effiziente Windräder an urbane Standorte bringen könne, sagt Uwe Steffens-Paal, Geschäftsführer der deutschen Vertriebsgesellschaft Enflo Service GmbH in Villingen-Schwenningen, und verspricht: »Die Enflo 0110 ist mit einem Rotordurchmesser von 1,10 Meter sehr kompakt und mit etwa 50 Kilogramm auch relativ leicht. Dadurch kann sie einfach, etwa von einem Sanitär-Heizung-Klima-Fachbetrieb, auf das Dach oder auf einen freistehenden Mast montiert werden. Eine baubehördliche Genehmigung ist dafür nicht erforderlich. Schließlich erfüllt sie die Anforderungen der Windklasse 1 und hält Windgeschwindigkeiten bis zu 75 Meter pro Sekunde stand.«

Optimierter Wirkungsgrad

Maßgeblich für den Erfolg solcher Anlagen ist jedoch vor allem der Wirkungsgrad. Die Schweizer haben deshalb vieles unternommen, um eine höchstmögliche Effizienz ihrer Windenergieanlagen zu erreichen. So soll sich zum Beispiel mit dem speziell geformten, leichten Fünf-Blatt-Rotor und dem aerodynamisch geformten Mantel-Diffusor eine mehrfach höhere Energieausbeute erreichen lassen als mit Kleinwindanlagen mit freiem Rotor. Eine entscheidende Rolle für die Energieausbeute spielt allerdings die eingesetzte Generatorlösung, mit der die derart aufwendig gewonnene Bewegungsenergie möglichst verlustfrei in elektrische Energie umgesetzt werden kann.

Auf der Suche nach einer geeigneten Generator-Lösung wandten sich die Anlagenentwickler an die Antriebs- und Motorenspezialisten der Wittenstein Cyber Motor GmbH mit Sitz im nordwürttembergischen Igersheim, die schon zahlreiche Generatoren für unterschiedliche Wind- und Wasserkraftanlagen entwickelt und ausgeliefert haben. Dieter Bauch-Panetzky, Entwicklungsingenieur bei Wittenstein Cyber Motor, erinnert sich: »Wir haben als Generator-Gerüst einen permanenterregten Synchron-Servomotor mit etwa zwei Kilowatt Maximalleistung empfohlen. Im weiteren Projektverlauf ist der Generator mit dem Windrad gewachsen. Nach und nach wurde er so auf diese Applikation optimiert, dass Generator und Windrad jetzt in der Enflo 0110 perfekt miteinander harmonieren und ein Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent erreicht wird.«

Permanenterregte Synchronmaschinen wie die Baureihe MRSx von Wittenstein Cyber Motor bieten nicht nur höchste Laufruhe und eine kompakte, platzsparende Bauform, sondern auch ein wesentlich geringeres Leistungsgewicht und einen deutlich höheren Wirkungsgrad als die Asynchron-Technik.

»Was die Entwicklung dieser neuen Art von Windenergieanlagen so interessant gemacht hat, waren die Optimierungsschritte sowohl bei der Rotor- und Turbinentechnik als auch bei der gemeinsam mit Wittenstein Cyber Motor durchgeführten Auslegung und Weiterentwicklung des Generators«, bestätigt auch Dirk Süss, Geschäftsführer von WindTec Systems, und ergänzt: »Hinzu kommt, dass Wittenstein durch Erfahrung und Kompetenz in der Lage ist, die Antriebslösungen applikationsspezifisch auszulegen.« Dementsprechend ist die kleine Windturbine mehr als nur die einfache Verknüpfung von Windrad und Motor.

Zuverlässigkeit entscheidet

Ein weiteres, für den Erfolg solcher Kleinwindanlagen entscheidendes Argument der Generatoren von Wittenstein ist ihre Robustheit, berichtet Süss aus der Praxis: »Betreiber herkömmlicher Windräder bemängeln nämlich nicht nur Lärm und zu geringe Leistung, sondern auch eine kurze Lebensdauer und hohen Wartungs- und Reparaturaufwand.«

Hier verspricht Wittenstein-Entwicklungsingenieur Bauch-Panetzky großen Fortschritt: »Rotor und Stator im Generator sind gut geschützt, und die Lagertechnik hat sich bereits im rauen Industrieeinsatz bewährt. Insofern ist kaum Wartung erforderlich, es gibt derzeit kaum eine Beschränkung der Lebensdauer.«

Bei WindTec Systems sieht man das offensichtlich genauso und erwartet nicht zuletzt wegen der Robustheit der Wittenstein-Komponenten eine Betriebsdauer der Enflo 0110 von 25 Jahren. Und auch bei Wittenstein vertraut man auf die Qualität der Lösung: Der Vorstandsvorsitzende Dr. Manfred Wittenstein hat bei Süss und Steffens-Paal bereits eine Windenergieanlage geordert, die auf dem Betriebsgelände in Igersheim-Harthausen errichtet werden soll.

In Zukunft wollen die Schweizer auch größere Windkraftanlagen entwickeln, und Dr. Michael Geier, Geschäftsführer der Wittenstein Cyber Motor GmbH, ist überzeugt: »Unser Produktportfolio umfasst Servogeneratoren im Leistungsbereich von 0,001 bis 250 Kilowatt, sodass wir WindTec Systems sicherlich für jeden Rotor den passenden Generator anbieten können.«bt z

zDie Wittenstein Cyber Motor GmbH entwickelt und produziert Miniatur-Servoantriebssysteme und Sondermotoren für Einsätze im Ultrahochvakuum, in radioaktiver Umgebung und im Hochtemperaturbereich.

www.wittenstein-cyber-motor.de

Erschienen in Ausgabe: 07/2012