/  1.9.2018  -  31.3.2021

MagentRing III

Entwurf und Integration eines segmentierten Mittelspannungsgenerators für große Windenergieanlagen

Partner
Siemens AG, Krämer Energietechnik GmbH
Förderung BMWi 
Laufzeit 01.09.2018 - 31.03.2021
Bearbeitende Axel Seibel



Übergeordnetes Ziel des Vorhabens MagnetRing III ist die Optimierung und Integration eines extrem leichten permanenterregten Generatorsystems für eine ≥ 10 MW Windenergieanlage, wodurch eine Reduktion der Gesamtsystemkosten und verbesserte Eigenschaften in Bezug auf die Netzanbindung erreicht werden sollen.

Im Vorläufer-Projekt „MagnetRing II“ (FKZ 0325502) wurde bereits das Design für einen solchen Synchrongenerator entworfen, der nur ca. 1/3 der Generatormasse im Vergleich zu der erwarteten Masse konventioneller Generatoren für getriebelose Anlagen in einem Leistungsbereich von 10 MW besitzt. Ein Demonstrationsgenerator, der den großen Generator nachbildet und für weiterführende Forschungen und Untersuchungen zur Verfügung steht, wurde im Labormaßstab (~200 kW) aufgebaut. Neben der geringen spezifischen Masse weist das gewählte Generatorkonzept weitere besondere Vorteile auf, die in dem hier vorgeschlagenen Nachfolgevorhaben im Detail untersucht werden sollen, um dann die offenen Fragen für ein Generatorkonzept für Windenergieanlagen ≥ 10 MW zu beantworten.

Unter Verwendung neuartiger Ideen zur Nutzung von Ringgeneratoren der Multimegawatt-Klasse in WEA großer Leistung soll in im Vorhaben MagnetRing III das neue Konzept weiterentwickelt werden. Aufbauend auf den Untersuchungen zum Nachweis der technischen Machbarkeit können im Anschluss gemeinsam mit der Industrie solche Maschinen entwickelt und vermarktet werden.

Das MagnetRing-Konzept eignet sich insbesondere für die Anwendung in Offshore-Anlagen großer Leistung, da das Konzept in Leichtbauweise und aufgrund des fehlenden Getriebes wartungsarm ausgeführt werden kann. Ferner werden Kupfer, Eisen und Permanentmagnetmaterial gegenüber herkömmlichen Generatorkonzepten deutlich eingespart. Aufgrund der genannten Eigenschaften eignet sich das MagnetRing-Konzept aber auch für Onshore-Windenergieanlagen sowie für andere Applikationen, wie z.B. für Wasserkraftgeneratoren oder gebäudeintegrierte Windenergieanlagen, wo ebenfalls besonders auf geringe Massen geachtet werden muss. Mit dem MagnetRing-Konzept können die Energieversorgung der Zukunft mit vielen großen, wirtschaftlichen Windenergieanlagen und die Schonung der Ressourcen durch deutliche Materialeinsparungen sichergestellt werden.

Durch die in „MagnetRing III“ zu entwickelnden Regelungs- und Steuerungsverfahren können die Redundanz und Ausfallsicherheit einer WEA erhöht werden. Besonders im Offshore-Bereich können somit eine Reparatur oder Wartung effektiver geplant und Kosten sowie Ressourcen gespart werden.