Bewährte Designkonzepte

Die Rolle des Getriebes in der Windturbine

Angetrieben vom Turbinenrotor und als Antrieb für den elektrischen Generator ist das Getriebe ein wichtiges Bindeglied im Triebstrang einer Windturbine. Seine Aufgaben:

  • Kraftübertragung
  • Drehzahlerhöhung
  • Drehmomentreduzierung

Wir bieten das volle Spektrum

ZF Wind Power ist Vorreiter in Sachen modernster Getriebe für Windkraftanlagen und ist ein weltweit etablierter Spitzenlieferant für innovative und langlebige Getriebe. ZF Wind Power liefert Getriebe an die führenden Hersteller von Windkraftanlagen. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir modernste Getriebe für Windturbinen, die den besonderen Anforderungen einer Windturbine gerecht werden.

Von jeher hebt sich ZF Wind Power am Markt durch Qualität und Verlässlichkeit seiner Lösungen ab, die für die von unseren Kunden verwendeten unterschiedlichen Konzepte maßgeschneidert werden. Ob integriert, konventionell, High Speed oder Medium Speed – ZF Wind Power bietet eine breite Palette an maßgeschneiderten Getrieben, die in enger Zusammenarbeit mit den weltweit führenden Herstellern von Windturbinen entwickelt und konstruiert werden.

Hohe Leistungsdichte

ZF Wind Power glaubt fest daran, dass die Maschinenoptimierung direkt von der Integration in die jeweilige Anwendung abhängt. Deshalb wird sehr viel in Forschung und Entwicklung investiert, um eine hohe Leistungsdichte zu erzielen. Das Leistungs-Gewichts-Verhältnis eines Getriebes ist wichtig, da die Gewichtsreduzierung nicht nur die Transportkosten verringert, sondern auch die Kosten für Fundamente, den Einbau und den jeweiligen Turm reduziert.

Bewährte Technik

Neue Produkte werden ausgehend von bewährter Technik erarbeitet. Auf diese Weise wird das Produktangebot von ZF Wind Power in einer Matrix aus Drehmoment und Triebstrangkonzept entwickelt. Dabei kann jedes spezifische Kundenkonzept abgedeckt werden – von mittleren bis zu hohen Drehzahlen und von konventionellen bis integrierten Systemen.

Diese Herangehensweise verringert die Zeit, die für die Entwicklung der Konstruktion erforderlich ist, und garantiert, dass ausschließlich bewährte Konzepte verwendet werden. Dadurch werden Funktionalität, Qualität und Eignung für die ZF Wind Power Produktionsumgebung sichergestellt.

In jedem Konzept werden Strukturelemente, die Schnittstellen mit anderen Komponenten des Triebstrangs oder mit der gondeltragenden Struktur haben, spezifisch für die Windturbine konstruiert. Häufig können innere Komponenten und Anlagensubsysteme des Getriebes standardisiert werden, jedoch ohne, dass der Kunde dabei Kompromisse bei der Flexibilität der Konstruktion und der Funktionalität des Triebstrangs hinnehmen müsste.

Lösungen für schnelle Drehzahlen

Mit seiner Produktpalette für High-Speed-Windturbinen nutzt ZF Wind Power seine bewährten Konstruktionskonzepte in typischen Konfigurationen von "1 Planetenstufe + 2 parallele Stufen" oder "2 Planeten + 1 parallele Stufe". Dieses Produktangebot in Kombination mit den häufig eingesetzten doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren (Doubly Fed Induction Generators, DFIG) ermöglicht einen Gesamtantriebsstrang, der sowohl praxiserprobt als auch kostenoptimiert ist.

Da die Lagertechnik in Windturbinen und besonders im High-Speed-Triebstrang aufgrund des dynamischen Verhaltens dieser Anwendung eine große Herausforderung darstellt, hat ZF Wind Power beträchtliche Bemühungen im Bereich Forschung und Entwicklung unternommen, um Lager zu entwickeln, die den typischen Lastbedingungen in der Windturbine standhalten. Aus diesem Grund hat ZF auch in einen dynamischen Lagerprüfstand investiert, die modernste Anlage dieser Art. Damit können Lageranordnungen gezielt unter Bedingungen getestet werden, die die realen Einsatzbedingungen simulieren.

Damit trägt ZF Wind Power aktiv dazu bei, robuste Lager für neue Getriebe zu entwickeln, um die Leistung von Getrieben für Windturbinen ständig zu verbessern und damit die Gesamtlaufsicherheit von Windturbinen zu erhöhen.

Lösungen für mittlere Drehzahlen

ZF Wind Power ist einer der Branchenführer im Bereich der integrierten Antriebe für Windturbinen mit mittlerer Drehzahl. Der Prototyp unseres Getriebes in diesem Bereich wurde bereits 2009 auf den Markt gebracht. Durch die langjährige Erfahrung ist ZF Wind Power der ideale Partner bei der Entwicklung von neuen Antrieben, um der immer größer werdenden Nachfrage nach Windturbinen mit Generatoren mit mittlerer Drehzahl Rechnung zu tragen. ZF Wind Power ist von der Zukunftstauglichkeit dieser Hybridlösungen absolut überzeugt, da diese Systeme die bestmögliche Kombination aus Verlässlichkeit und Komplexität umsetzen.

Modernste Getriebekonzepte

Planetengetriebe von ZF Wind Power beinhalten die neuesten Konzepte wie z.B.:

Das Split Planet-Konzept im Multimegawattbereich mit den bewährten vorgespannten Kegelrollenlagern in der ersten Planetenstufe, das einen Sprung im MW-Bereich möglich macht, bei gleichzeitiger Verwendung von Planetenlagergrößen, die man aus kleineren Getrieben kennt.

Das Bogie-System, mit dem die Verformungen in den umgebenden Strukturen kompensiert werden können, wodurch eine optimale Getriebelastverteilung unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet wird. Mit dieser Getriebekonstruktion können unsere Kunden die Gondelstruktur festigkeitsorientiert und mit geringstmöglichem Gewicht konstruieren, anstatt sich nur auf Steifheit festzulegen, wie es bei konventionellen Konstruktionen für die Ausrichtung notwendig ist. Beim rotorseitig integriertem 3,0 MW-Getriebe von ZF Wind Power überträgt ein integriertes zweireihiges Hauptkegelrollenlager die Rotorlast, während das Getriebegehäuse den Gondelrahmen versteift und so extrem niedrige Kopfgewichte möglich macht. Das Getriebe ist so konstruiert, dass es einen hervorragenden Wirkungsgrad aufweist, mit einer Schmierung, die über einen externen Öltank anstatt eines internen Ölsumpfs erfolgt.