Spiralschweissen: Neue Technik soll Windanlagen günstiger machen
Eine aus dem Rohrleitungsbau bekannte Technik soll die Herstellung von grossen Windrädern günstiger und einfacher machen. Die Turmstücke werden dabei mittels speziellen Maschinen direkt vor Ort zurechtgebogen und spiralförmig verschweisst.
Quelle: Screenshot, Youtube
Die Turmstücke werden bei der Bauweise von Keystone Power Systems mittels einer speziellen Maschine direkt vor Ort zurechtgebogen und spiralförmig verschweisst.
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Die Turmstücke werden bei der Bauweise von Keystone Power Systems mittels einer speziellen Maschine direkt vor Ort zurechtgebogen und spiralförmig verschweisst.
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Die Turmstücke werden bei der Bauweise von Keystone Power Systems mittels einer speziellen Maschine direkt vor Ort zurechtgebogen und spiralförmig verschweisst.
Laut dem US-Forschungsinstitut National Renewable Energy Laboratory (NREL) stammen bei einer durchschnittlichen Windenergieanlage etwa die Hälfte der Stromgestehungskosten (Levelized Cost of Energy, kurz LCoE) direkt von den Kosten der Windräder selbst ab. Die LCoE ergeben sich aus den Kapitalkosten, den Betriebskosten sowie gegebenenfalls aus den Brennstoffkosten und der Kapitalverzinsung.
Fast die Hälfte des Geldes fällt dabei auf die «Gondel» – also das Maschinenhaus an der Spitze–, der Rest verteilt sich auf die Rotoren, die etwa 13,7 Prozent zu den LCoE beitragen und den Turm selbst mit etwa 10,3 Prozent. Je grösser die Türme werden, desto grösser ist entsprechend auch ihr Anteil an den Investitionsausgaben.
Ein 110 Meter hoher Turm kann 20 Prozent der Investitionskosten eines Projektes ausmachen, während ein 150 Meter hoher Turm 29 Prozent der Kosten ausmacht. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei auch die Logistik, denn der Transport von derart massiven Bauteilen bringt natürlich ebenfalls grosse Herausforderungen mit sich.
Die Bauweise mittels Spiralschweisstechniken im Video. (Quelle: Midnight Marketing)
Spiralgeschweisste Stahlbleche
Das in Denver ansässige Unternehmen Keystone Tower Systems behauptet nun, eine Lösung für die Herstellung von Türmen gefunden zu haben, die den Preis für grosse Varianten so weit nach unten drückt, dass die Windenergie überall auf der Welt zu einer kostengünstigen verfügbaren Energiequellen werden kann.
Anstatt für die Windräder eine Reihe zylindrischer «Dosen» zu fertigen, die per LKW zum Standort gebracht und dort verschweisst werden, schlägt Keystone vor, vor Ort jeweils kleine Fertigungsanlagen zu errichten. Per LKW transportiert werden dann nur lose Stahlspulen oder sogar flache Bleche, die an den Anlagen dann zu längeren Bändern zusammengeschweisst werden.
Dies geschieht mit Hilfe von speziell abgewinkelten Biegemaschinen, die die Spulen oder Bleche dann in eine Spiralform biegen, die entlang der Verbindungslinie kontinuierlich verschweisst wird, während der Stahl gedreht wird. Ein Grossteil des Prozesses erfolgt dabei automatisiert.
Quelle: Keystone Tower Systems
Die mobile Fertigungsanlage kann innerhalb von einem Monat am vorgesehenen Standort aufgebaut werden.
Weniger Stahl für Herstellung gebraucht
Das Spiralschweissen ist laut Keystone bereits eine bewährte Technologie für die Herstellung von Rohrleitungen, so dass sich das Verfahren zur Herstellung und Qualitätsprüfung der langen Rohrabschnitte bereits bewährt hat.
Nach Angaben des Unternehmens führt die Technologie zudem auch zu einem besseren Ermüdungs- und Beulverhalten, so dass Türme einer bestimmten Höhe mit weniger Stahl hergestellt werden können. Die mobile Fertigungsanlage kann innerhalb von einem Monat am vorgesehenen Standort aufgebaut werden.
Mit den Anlagen fällt auch der Logistikaspekt weg: Bauteile mit grossem Durchmesser, die nicht unter Infrastrukturbauten hindurchpassen, können direkt vor Ort gefertigt und montiert werden. Mit der Technologie können laut Keystone nun Türme mit einem Durchmesser von mehr als sieben Meter und einer Höhe von bis zu 180 Metern oder mehr hergestellt werden.
Erstes Windrad in Texas realisiert
Zur Demonstration der neuen Technologie hat das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Energieunternehmen General Electric Renewable Energy (GE) in Texas eine eigene Produktionsstätte errichtet und dort einen ersten rund 89 Meter hohen Turm mittels der Spiralschweisstechnik realisiert.
Der Turm ist für eine Lebensdauer von 40 Jahren zertifiziert und soll einen einfachen Ersatz für die Standardtürme von GE darstellen. Das erste spiralgeschweisste Windrad wird in den nächsten Jahren ausserdem als Basis für eine Fallstudie im kommerziellen Massstab dienen. (pb/mgt)
Quelle: newatlas.com
