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Der Wind weht oben

Text: Markus Kiefer, Ormazabal Fotos: EnBW; Ormazabal
Mit einer 2MW-Windkraftanlage steuert die Gemeinde Schopfloch im Kreis Freudenstadt eine dezentrale und emissionsfreie Energieversorgung an. Die Ingenieure des Energiekonzerns EnBW setzen dabei auf eine Schaltanlage, die eine hohe Betriebssicherheit und eine flexible Steuerung hat.

Mit einer Nennleistung von zweiMegawatt deckt die Enercon-Anlage des Typs E-82E2 den jährlichen Strombedarf von 1180Haushalten im Kreis Freudenstadt und verringert den CO2-Ausstoß im selben Zeitraum um 3200Tonnen. Außergewöhnlich sind die Größenordnungen des badischen Onshore-Projekts: Um möglichst hohe Windgeschwindigkeiten nutzen zu können, erreicht die Anlage eine Nabenhöhe von 138Metern. Damit ist sie die höchste Windkraftanlage im Nordschwarzwald. Allein die drei Rotorblätter haben eine Länge von jeweils 39Metern. Der Turm wurde in Hybridbauweise aus Stahl und Beton errichtet. In ihm sind insgesamt 1700Tonnen beider Materialien verbaut. Die einzelnen Arbeitsschritte an der Baustelle waren so aufeinander abgestimmt, dass das gesamte Projekt innerhalb von sechsMonaten abgeschlossen wurde. Im Turm des Windriesen und in der nahe gelegenen Ortsnetzstation schaltet und verteilt die Schaltanlage vom Typ GAE1250/630 eine Spannung von 20kV. Dank ihrer kompakten Bauweise und hoher Betriebssicherheit ist diese Lösung ausgezeichnet geeignet für die Anbindung an EVU-Netzwerke. Besonderen Wert legten die EnBW-Verantwortlichen auf einen zuverlässigen Netzschutz sowie einen motorbetriebenen Leistungsschalter, der zur Automatisierung der Windkraftanlage beiträgt.„Das Projekt in Schopfloch hat für uns Pilotcharakter und bildet die Basis zur Realisierung weiterer Anlagen in Baden-Württemberg. Für eine hohe Betriebssicherheit und eine flexible Steuerung setzen wir auf eine der modernsten Schaltanlagentechnik, die es derzeit am Markt gibt“, begründet César Quintero Marrone, Manager Engineering Elektrotechnik der EnBW Erneuerbare Energien, seine Entscheidung für die GAE1250/630 von Ormazabal. Die Lösungen des Herstellers lernte Marrone bei seiner bisherigen Tätigkeit und bei zahlreichen Ortsbesichtigungen schlüsselfertiger Anlagen kennen.

SF6-isoliert für eine kompakte Bauweise

Die technischen Anforderungen waren eindeutig: 20kV Betriebsspannung, 16kA Kurzschlussstrom und 630A Sammelschienenkapazität sollte die Anlage mindestens bieten. Darüber hinaus war eine kompakte Bauweise gefragt. Die Schaltanlage sollte sowohl in den Windturm passen als auch möglichst wenig Raum in der Ortsnetzstation beanspruchen, die die gewonnene Energie in Reichweite der Windkraftanlage für das Betreibernetz nutzbar macht. Die Anbindung an das Ortsnetz wurde als Betonfertigstation realisiert. Jeder Kubikmeter, der dort eingespart werden konnte, hat den Bau wirtschaftlicher gestaltet. Die GAE1250/630 ist SF6-isoliert und daher besonders kompakt gebaut. Sie ist weitgehend klimaunabhängig und kann dadurch auch an Standorten mit häufig wechselnder Witterung oder extremen Klimaeinflüssen eingesetzt werden. Die Anlage verfügt über ein hermetisch abgeschlossenes Drucksystem und ist nach der Inbetriebnahme besonders wartungsarm. Generell ist sie für verschiedene Einsatzgebiete bis 24kV ausgelegt. Außerdem stimmt Ormazabal die Schaltfelder und Anlagensteuerung genau auf den jeweiligen Einsatzort ab.

Motorgetriebener Schalter reduziert Kosten

Die wichtigsten Elemente der Schopflocher Anlage sind ein zuverlässiger Netzschutz und ein Leistungsschalter mit Motorantrieb. Der Netzschutz erfüllt die erhöhten Anforderungen der SDLWindV und war Grundvoraussetzung für die Projektierung der Windkraftanlage. Im Normalfall überwacht die Anlage automatisch, dass wichtige Parameter wie Strom, Spannung und Frequenz zwischen Windrad und dem angeschlossenen Netz übereinstimmen. Bei einem inneren Fehler greift dieser Automatismus nicht mehr. Ohne zusätzlichen Netzschutz könnte es zu Über- oder Unterspannung sowie zu Über- oder Unterfrequenz kommen. „Weichen die Leistungsdaten zwischen Windrad und Netz über eine gewisse Zeit voneinanderab, wird ein Entkopplungsschalter ausgelöst, der die Anlage vom Netz nimmt. Dadurch tragen wir erheblich zur Sicherheit im Stromnetz bei“, erklärt Wolfgang Erler, Projektleiter aus dem Ormazabal-Vertriebsbüro Süd. Der motorbetriebene Leistungsschalter als weitere kundenspezifische Lösung ist vergleichbar mit einem Federsystem. Der Schalter kann nach einem Netzausfall ferngesteuert in die Ausgangsposition zurückgesetzt werden. Der Motorantrieb unterstützt das Ziel der EnBW, die Windkraftanlagen zu einem möglichst hohen Grad zu automatisieren. So kann der Status der Anlage vom Leitwartsystem aus jederzeit visualisiert werden, und Wartungskosten sinken.„Ormazabal hat uns umfassend beraten und eine Komplettlösung mit Betonfertigstation und vier Feldern in der Schaltanlage geliefert. Alles war so ausgeführt, dass wir nur noch die Kabel einstecken mussten. Ein eigenes Einspeisefeld gibt uns mehr Flexibilität in der Steuerung und dank der Erdung des Übergabefeldes können wir schnell und sicher an den Verbindungskabeln arbeiten“, sagt Marrone. Bei Planung und Projektierung der Anlage haben Kunde und Hersteller eng miteinander kooperiert. Die höchste Windkraftanlage im Nordschwarzwald war für beide Seiten ein erfolgreichesProjekt und gibt den Startschuss zum weiteren Ausbau der Windkraft in Baden-Württemberg.

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