Weniger Getriebewechsel durch innovative Siliziumbeschichtung
Windkraftgetriebe als sensible Systeme
Fehlende Netzkapazitäten, starke Netzspannungsschwankungen, ständig wechselnde Windverhältnisse, Trudelbetrieb und das stoßweise Antreiben von Komponenten: Windkraftanlagen sind äußerst störanfällig. Ein hoher Getriebeverschleiß verbunden mit häufigen Getriebewechseln sind die Folge. 1 -2 Getriebeerneuerungen pro Jahr sind bei Windturbinen durchaus keine Seltenheit. Als negative Konsequenzen drohen Maschinenstillstand, eine schlechtere Energiebilanz, hohe Instandhaltungskosten und eine verlängerte energetische Laufzeit. Präventiv-Maßnahmen gegen einen vorzeitigen Getriebeverschleiß machen sich also durchaus bezahlt.
Oberflächenschutz aus der Flasche
Als Hauptursachen für Getriebeausfälle bei Windturbinen gelten Schäden, die durch Reibung entstehen, beispielsweise Graufleckigkeit, Rauheit und Pittings (Verlinkung auf entsprechende Blog-Artikel). Sobald es gelingt, die Reibkräfte und den damit einhergehenden Verschleiß zu verringern, nimmt parallel auch die Anzahl der notwendigen Getriebewechsel deutlich ab. Einen äußerst wirkungsvollen Ansatz gegen Verschleißschäden bietet eine sogenannte Oberflächenpassivierung durch eine Anreicherung mit Siliziumatomen, die während des Reibprozesses eine glatte und verschleißsichere Metallkeramik-Schicht bilden. Durch die nun deutlich glatteren Oberflächen sinken Reibung und Verschleiß drastisch, das Getriebe der Windkraftanlage läuft deutlich effizienter und vibrationsärmer. Auf den ersten Blick eine ziemlich aufwändig klingende Schutzmaßname, auf den zweiten Blick jedoch ganz einfach durch die Anwendung eines innovativen Öl-Additivs. Der speziell für Windkraftanlagen entwickelte Ölzusatz DuraGear® W100 (Verlinkung auf Landingpage) wird während des laufenden Betriebs dem Schmierstoff des Windkraftgetriebes zugesetzt und nutzt diesen zum Wirkstofftransport an geschädigte Stellen – ohne den Schmierstoff selbst in irgendeiner Form zu beeinflussen.
Erfolgreiche Getriebeinstandsetzung bei Windkraft Simonsberg
Die Firma Windkraft Simonsberg, eine der größten österreichischen Windstromproduzenten, entschied sich bewusst dafür, die Windkraftwerk Leistung und Instandhaltung ihrer Getriebe durch den Einsatz von DuraGear® W100 zu steigern und nahm Kontakt zur Lahnauer Herstellerfirma REWITEC® auf. Ziele der Applikation waren vordringlich eine Verbesserung des Getriebezustands und eine Verlängerung der Lebensdauer. Ebenso sollte die Zahnflanken-Tragfähigkeit optimiert und der bisherige Schadenszustand eingefroren werden. Bei einem Vorort-Termin bei der Windkraftanlage Vestas V80 in Steinberg-Prinzendorf wurde das Windkraftanlagen Getriebe vor der DuraGear® W100 -Anwendung von den Ingenieuren der Firma REWITEC® begutachtet. Festgestellt wurden Laufspuren an den Zahnflanken und sogenannte Durchläufer, ebenso rostartige Verfärbungen im Fußbereich. Die Oberflächen waren rau, eine elektrische Widerstandsmessung ergab einen Wert von bis zu 20 Ohm. Für einen Vorher/Nachher-Vergleich wurden von einer zuvor markierten Zahnflanke hochpräzise Oberflächenabdrücke (Auflösungsgenauigkeit 0,1μm) genommen und anschließend mikroskopisch untersucht. Danach wurde das Hansen-Getriebe der Windkraftanlage mit dem tribologischen Beschichtungskonzentrat DuraGear® W100 behandelt. Die Ergebnisse nach siebenmonatiger Laufzeit mit DuraGear® W100 waren beachtlich. Eine detaillierte Getriebeuntersuchung ergab einen leichten Rückgang der rostartigen Ablagerungen und eine Verminderung der Oberflächenlaufspuren, so dass sich die Oberflächen deutlich glatter anfühlten. Der elektrische Widerstand hatte sich auf bis zu 200 Ohm erhöht. Auswertungen per Laserscan-Mikroskop (Typ „Keyence VK8700“) bewiesen eine Verbesserung der Rauheitswerte von Rz 8,899 auf Rz 7,036μm und Ra 0,595 auf Ra 0,411μm. Die Tragfläche hatte sich von 46,402% auf 58,702% erhöht. CMS-Analysen wiesen nach, dass sich der Trendverlauf der gemessenen Schwingungen nach der Anwendung erheblich verringert hatte.
Keine Getriebeausfälle mehr bei der Marxen Bauträger GmbH
Seit Mitte 2010 setzt die Firma Marxen Bauträger auf den Einsatz von DuraGear® W100 und behandelt die Getriebe aller 25 Windenergieanlagen regelmäßig mit dem innovativen Öl-Additiv. Seitdem sind keine weiteren Getriebeausfälle bekannt. Vor der Anwendung waren jährlich durchschnittlich 1-2 Getriebewechsel zu verzeichnen. Die Einsparung in 5 Jahren beträgt bei 25 Windkraftanlagen stolze 562 500 €.
Flexible Standortwahl durch optimale Getriebe-Instandhaltung
Turbulente Regionen mit hoher Windgeschwindigkeit liefern in der Regel die beste Windernte. Auf die Instandhaltung der Getriebe allerdings wirken sich die häufig wechselnden Windverhältnisse und oft sehr instabilen Netzwerkstrukturen eher nachteilig aus. Durch den stoßweisen Antrieb der mechanischen Komponenten fällt der tribologisch bedingte Verschleiß deutlich höher aus als in Regionen mit stabileren Windverhältnissen. Viele Windparkbetreiber verzichten daher bewusst auf eine höhere Windernte zugunsten einer besseren Netzanbindung und konstanteren Windverhältnissen. Durch eine Oberflächenpassivierung mit DuraGear® W100 verringert sich auch bei ungünstigen Rahmenbedingungen der auf das Getriebe einwirkende mechanische „Stress“, so dass die Betreiber von Windkraftanlagen ohne erhöhtes Reparatur- und Ausfallrisiko künftig auch in windstarken Regionen Windturbinen betreiben können.
