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Lagerung im Kontext der Windkraft bezieht sich auf die mechanischen Bauteile, die die Drehbewegungen innerhalb einer Windkraftanlage unterstützen und ermöglichen. Diese Lager befinden sich in verschiedenen Teilen der Anlage, insbesondere im Rotor, im Getriebe und in der Nabe. Die Lagerung spielt eine entscheidende Rolle für die Effizienz, Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Windkraftanlage.

Allgemeine Beschreibung

Die Lagerung in einer Windkraftanlage umfasst verschiedene Arten von Lagern, die die rotierenden Teile der Anlage stützen, Reibung minimieren und die durch den Wind erzeugten Kräfte übertragen. Diese Lager müssen hohen Belastungen, wechselnden Windkräften und extremen Wetterbedingungen standhalten.

Wichtige Lagerarten in Windkraftanlagen sind:

• Hauptlager: Das Hauptlager stützt die Rotorwelle und überträgt die Kräfte, die durch die Drehung der Rotorblätter entstehen, auf das Getriebe oder direkt auf den Generator. Dieses Lager muss besonders robust sein, da es die Hauptlast trägt und konstant in Bewegung ist.

• Getriebelager: In getriebehaltigen Windkraftanlagen gibt es mehrere Lager im Getriebe, die dafür sorgen, dass die unterschiedlichen Zahnräder reibungslos ineinandergreifen und die Drehzahl der Rotorwelle auf das für den Generator notwendige Niveau erhöht wird. Diese Lager sind komplex und müssen präzise gefertigt sein, um die Lebensdauer des Getriebes zu maximieren.

• Pitch-Lager: Diese Lager befinden sich an den Rotorblättern und ermöglichen deren Verstellung (Pitch). Durch das Pitchen kann der Anstellwinkel der Rotorblätter verändert werden, um die Energieerzeugung zu optimieren und die Belastung bei starken Winden zu verringern.

• Yaw-Lager: Das Yaw-Lager ermöglicht die Drehung der Gondel um den Turm, sodass die Rotorblätter stets optimal in den Wind ausgerichtet werden. Es muss sowohl die dynamischen Belastungen durch die Drehung als auch die statischen Lasten der gesamten Gondel tragen.

Anwendungsbereiche

Lagerung ist in verschiedenen Bereichen der Windkraft von zentraler Bedeutung:

• Rotorwelle: Die Lagerung der Rotorwelle muss sicherstellen, dass die vom Wind erzeugten Kräfte effektiv auf den Generator übertragen werden.
• Getriebe: In getriebehaltigen Anlagen sorgen Lagerungen für den reibungslosen Betrieb der Getriebe, was für die Effizienz und Lebensdauer der Anlage entscheidend ist.
• Pitch- und Yaw-Systeme: Diese Lagerungen ermöglichen die Anpassung der Rotorblätter und der Gondelausrichtung, was zur Optimierung der Energieerzeugung beiträgt.

Bekannte Beispiele

Ein Beispiel für die Bedeutung der Lagerung ist die Entwicklung von getriebelosen Windkraftanlagen (Direct Drive), bei denen weniger Lager erforderlich sind, da das Getriebe entfällt. Ein bekanntes Modell ist die Enercon E-126, bei der die Hauptlagerung direkt den Rotor mit dem Generator verbindet, was die Wartungskosten reduziert und die Lebensdauer der Anlage erhöht.

Ein weiteres Beispiel ist die Pitch-Lagerung in Offshore-Windkraftanlagen wie der Siemens Gamesa SG 14-222 DD, die speziell entwickelt wurden, um den extremen Bedingungen auf See standzuhalten. Diese Lagerungen müssen besonders robust und korrosionsbeständig sein, um den Herausforderungen der Offshore-Umgebung gerecht zu werden.

Behandlung und Risiken

Die Lagerung von Windkraftanlagen muss regelmäßig gewartet werden, da sie den größten Belastungen und Verschleißerscheinungen ausgesetzt ist. Ein Versagen der Lagerung kann zu erheblichen Ausfällen und teuren Reparaturen führen. Häufige Risiken sind Materialermüdung, unzureichende Schmierung und Schäden durch extreme Wetterbedingungen.

Eine unzureichende Wartung oder die Verwendung minderwertiger Lager kann die Effizienz der Anlage verringern und ihre Lebensdauer erheblich verkürzen. Zudem besteht das Risiko, dass ein Lagerausfall zu Sekundärschäden an anderen Teilen der Anlage führt, was die Reparaturkosten weiter in die Höhe treibt.

Ähnliche Begriffe

• Wälzlager: Ein Typ von Lager, das Kugeln oder Rollen verwendet, um Reibung zu minimieren und die Belastungen gleichmäßig zu verteilen.
• Schmierung: Der Prozess der Verwendung von Schmiermitteln, um die Reibung in den Lagern zu reduzieren und deren Lebensdauer zu verlängern.
• Materialermüdung: Ein Prozess, bei dem ein Material nach wiederholter Belastung seine Festigkeit verliert, was zu Rissen oder Brüchen führen kann.

Weblinks

• industrie-lexikon.de: 'Lagerung' im industrie-lexikon.de
• top500.de: 'Bearing' in the glossary of the top500.de (Englisch)

Zusammenfassung

Lagerung im Windkraftkontext bezieht sich auf die mechanischen Komponenten, die die rotierenden Teile einer Windkraftanlage unterstützen und ermöglichen. Diese Lager sind entscheidend für den reibungslosen Betrieb und die Effizienz der Anlage. Sie müssen hohen Belastungen standhalten und regelmäßig gewartet werden, um Ausfälle zu vermeiden. Eine robuste und gut gewartete Lagerung trägt entscheidend zur Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Windkraftanlagen bei.

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