Valve World Expo 2016 -

Windkraft sorgt für frische Brise bei Armaturenherstellern


Eine erfolgreiche Energiewende ist ohne Windkraft undenkbar. Sie sorgt bei den erneuerbaren Energien für den notwendigen Rückenwind. Und der bläst kräftig. Denn so viel installierte Gesamtleistung von Windkraft wie heute gab es weltweit noch nie. Die Auftragsbücher der Hersteller sind gut gefüllt und die Technologie ist ausgereift. "Wir sind raus aus den Kinderschuhen, wir sind in der Industrialisierungsphase", betonte der deutsche Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel bei der Eröffnung des Windparks Dan Tysk. Am Gelingen der Energiewende - etwa in Deutschland - haben auch die Armaturenhersteller (Hallenplan, Valve World 2016) ihren Anteil.


Die Windkraft ist als erneuerbare Energiequelle in die Champions League aufgestiegen: Ende 2013 waren laut dem Global Wind Energy Council (GWEC) weltweit 318.137 MW Leistung durch Windenergie installiert, 2014 kamen etwa 45.000 MW hinzu. Rekorde über Rekorde - beeindruckend, weil im Jahr 2000 die Leistung noch bei insgesamt rund 20.000 MW lag. GWEC prognostiziert, dass die Windkraft 2050 bereits zwischen 25% und 30% der globalen Stromversorgung bereitstellen könnte.


Zahl der Windkraftanlagen

erklimmt Rekord-Höhen


In luftige Rekord-Höhen recken sich die Windparks vor allem in Europa, gefolgt von Asien und Nordamerika. China könnte aber durch einen starken Ausbau der Anlagen dafür sorgen, dass Asien Europa überholt. Allein in Deutschland produzierten Ende vergangenen Jahres 24.867 Windenergieanlagen emissionsarmen und damit umweltfreundlichen Strom - 2014 betrug ihre installierte Gesamtleistung 38.115 MW, berichtet der Bundesverband WindEnergie.


Zwangsläufig hat der Maschinen- und Anlagenbau schon längst die Windenergie, die übrigens die in der Geschichte am längsten vom Menschen genutzte Energieform ist, als Konjunkturmotor entdeckt. Für den deutschen Minister Gabriel hat sich die Windenergietechnik bereits zu einem Aushängeschild des deutschen Maschinenbaus entwickelt.


Armaturen für Turbinen und Umspannplattformen


Auch die Armaturenbranche hofft auf eine frische Brise. Mit Recht. Denn nur mit Armaturen läuft's rund bei Windkraftanlagen. Installiert werden sie in Turbinen, Umspannplattformen, bei der Onshore-Netzeinspeisung und in Errichterschiffen. Die Armaturen werden konkret in Kühlkreisläufen, Feuerlöschanlagen, Druckerhöhungsanlagen, Reinigungsanlagen sowie zur Behälterfüllung und Meerwasserentnahme eingesetzt.


Die Anforderungen sind in rauer Umgebung entsprechend hoch, betont beispielsweise der Armaturen- und Pumpenhersteller KSB. Die Komponenten müssen zum Teil starkem und wechselndem Winddruck sowie schwankenden Temperaturen standhalten. Auch das salzhaltige Meerwasser fordert Werkstoffe und Technologie heraus.


Bei Onshore- und Offshore-Turbinen dienen die Armaturen vor allem der Regelung und Absperrung in Kühlkreisläufen, Feuerlöschanlagen und in der Meerwasserentnahme. Eingesetzt werden insbesondere Absperrventile - zum Beispiel vor und hinter dem Getriebe, Generator, Transformator, Umrichter, Schaltschrank, Druckbehälter und Wasserbehälter. Hinzu kommen, so KSB, Rückschlagarmaturen hinter dem Wasserbehälter und Druckbehälter.


Sitzventile für die Pitch-Antriebe


"In Offshore-Windparks, die nicht weiter als 50 Kilometer von der Küste entfernt stehen, wird der von der Windturbine erzeugte Strom in der Regel auf Offshore-Umspannplattformen gesammelt und mit Hochspannung weitertransportiert", erläutert KSB weiter. Kühlkreisläufe, Feuerlöschanlagen, die Meerwasserentnahme und Reinigungsanlagen werden wahlweise mit Absperrventilen und Rückschlagarmaturen ausgestattet.


In einem weiteren Schritt stellen Transformatoren die Einspeisung des offshore gewonnenen Stroms in das Stromnetz sicher. Armaturen werden hier für die Kühlkreisläufe und Feuerlöschanlagen benötigt.


"Immer mehr Windparks werden in immer größeren Entfernungen zum Land gebaut", so KSB. Damit steige auch die Zahl der benötigten Errichterschiffe (Jack-Up Vessels) zum Bau der Turbinen und Plattformen. Angewendet werden Armaturen auf Errichterschiffen wiederum in Kühlkreisläufen, Feuerlöschanlagen und bei der Meerwasserentnahme.


Aber auch für die hydraulische Steuerung von Pitch-Antrieben zur Rotorblattverstellung kommen Armaturen zum Einsatz. Das ermöglicht, so Hawe Hydraulik, das Proportional-Wegesitzventil. Es halte den Betriebsdruck aufrecht und der eingestellte Winkel des Rotorblatts werde gehalten. In der Regel bleibt das Druckniveau deutlich unter 400 bar.


Kugelhähne für den Öl- und Wasserkreislauf


Beispiel Alpha Ventus, der erste Offshore-Windpark Deutschlands: Kugelhähne mit Nennweiten von 2", teilweise 2½" haben sich hier als Absperrorgane bewährt, etwa im Öl- und Wasserkühlkreislauf. Armaturen an Leckölsammeltanks und Dieseltanks verrichten zuverlässig ihre Arbeit an der Offshore-Umspannplattform.


Investitionen in die Weiterentwicklung von Armaturen machen sich bezahlt. Das belegen die zahlreichen neuen Windparks - und ein Ende der ständigen Einweihungen ist nicht abzusehen. So wurde nun die Eröffnung des Offshore-Windparks Gwynt y Môr acht Meilen vor der nordwalisischen Küste gefeiert. Mit einer Leistung von 576 Megawatt ist er der zweitgrößte Offshore-Windpark weltweit. "Insgesamt 160 Windkraftanlagen werden genügend Strom produzieren, um jährlich rund 400.000 Haushalte mit erneuerbarer Energie zu versorgen", bilanziert RWE Innogy. Siemens lieferte die Turbinen und Umspannanlagen für diesen Windpark. An dem zwei Milliarden Pfund teuren Windpark sind das RWE mit 60 Prozent, die Stadtwerke München mit 30 und Siemens mit 10 Prozent beteiligt.


Hohe Investitionen in die Windkraft


Auch Großbritannien setzt auf einen ressourcenschonenden Energiemix. "Gwynt y Môr spielt eine Schlüsselrolle in unserem langfristigen Plan, in diesem Land einen sicheren Energiemix zu schaffen, der breit gestreut ist und dabei gleichzeitig auf unsere eigenen Ressourcen setzt", erklärt Amber Rudd, Secretary of State for Energy & Climate Change. Projekte wie diese seien "langfristige Wachstums- und Jobmotoren für Wales und das ganze Land", ergänzt Gwynt y Môr-Direktor Toby Edmonds.


Kurz zuvor war der deutsche Windpark Nordsee Ost eingeweiht worden. Die 48 etwa 35 Kilometer nördlich von Helgoland errichteten Windkraftanlagen generieren 295 Megawatt Leistung für rund 320.000 Haushalte. Der Park gilt übrigens als Leuchtturmprojekt, das von der EU mit 50 Millionen Euro unterstützt wurde.


Beteiligt ist wiederum das deutsche Energieunternehmen RWE, das - auch für Armaturenhersteller interessante - große Ambitionen hegt. "Wir gehen davon aus, bis 2017 über 1 Milliarde Euro in die Entwicklung der Erneuerbaren zu investieren, wobei der Schwerpunkt der Investitionen auf der Windkraft liegen wird", betont Peter Terium, Vorstandsvorsitzender der RWE AG.


Boom ist nicht aufzuhalten


Ein weiteres gigantisches Projekt ist 40 Kilometer nördlich der Nordseeinsel Juist geplant. Der Windpark Nordsee One, 2 und 3 soll gemeinsam eine installierte Leistung von 1.000 Megawatt besitzen - er wäre damit das größte geplante Offshore-Projekt vor der deutschen Küste. Der kommerzielle Betrieb für One soll Ende 2017 starten.


Der Offshore Windpark DanTysk, westlich der Insel Sylt und direkt an der Grenze zu Dänemark, ist einer der ersten großen Meereswindparks, die in der deutschen Nordsee gebaut wurden. Mit insgesamt 80 Windturbinen versorgt DanTysk bis zu 400.000 Haushalte mit grüner Energie.


Baubeginn für ein Offshore-Projekt des Energieunternehmens Eon im Ärmelkanal ist 2016: 116 Windturbinen sollen 300.000 Haushalte mit Strom beliefern. Windkraftanlagen recken ihre Rotoren mittlerweile aber auf allen Kontinenten zahlreich in luftige Höhen. In der südafrikanischen Provinz Ostkap nahm der Windpark Kouga mit 32 Anlagen seinen Betrieb auf. 40 Onshore-Turbinen sollen im Sommer 2016 in der pakistanischen Provinz Sindh ans Netz gehen. Der größte Windpark Uruguays mit 59 Anlagen für 180.000 Haushalte liefert ab Mitte 2016 Strom. Im nächsten Jahr werden sich auch 75 Anlagen mit 150 Megawatt im US-Staat Texas drehen. Die Liste der Projekte ließe sich beliebig fortsetzen. Keine Frage, der Boom ist in vollem Gange und nicht aufzuhalten.


Handlungsbedarf bei Speichertechniken


Die Nutzung von Windkraft macht allerdings auch Speichertechniken notwendig, um mit schwankenden Strommengen umzugehen - hier gibt es noch Handlungsbedarf. Wird zu viel Windenergie erzeugt, geht sie zum Teil wegen fehlender Speichermöglichkeiten verloren. Sinkt umgekehrt die Energiemenge, könnte die Stromversorgung lückenhaft werden.


Eine Speichermöglichkeit bieten Pumpspeicherwerke, für die auch wiederum Regel- und Absperrtechnik benötigt werden. So erhielt das größte drehzahlvariable Werk Europas in Portugal einen - sage und schreibe - 170 Tonnen schweren Kugelschieber. Ein Transport, der übrigens weltweit für Schlagzeilen sorgte.


Auch für die sich noch entwickelnde Power to Gas-Technik als Speichertechnologie sind Armaturen unerlässlich. Sie werden in der Wasserelektrolyse, der Rückverwandlung von H2 zu Strom in Gaskraftwerken, bei der Einspeisung von Wasserstoff in das öffentliche Erdgasnetz, bei Tankstellen und bei der Methanisierung eingesetzt. Zu den gängigen Armaturenarten zählen hier zum Beispiel Regelventile, Klappen, Magnetventile, Sicherheitsventile, Schieber und Kugelhähne.


Rückenwind und Erneuerung


Alles gute Vorzeichen für eine lang währende Erfolgsgeschichte der Windkraft. Selbst für das sich hier eher zurückhaltende Frankreich bewegt sich der Markt: Alstom, französischer Anbieter von Anlagen für die Stromerzeugung, weihte Ende des vergangenen Jahres das erste Produktionswerk Frankreichs für Offshore-Windkraftanlagen in St. Nazaire ein. Ein weiterer Schritt, um das europäische Ziel zu erreichen, bis 2020 rund 20 Prozent des benötigten Stroms aus erneuerbaren Energien zu erzeugen. Eine Entwicklung, die auch der Armaturenbranche Rückenwind verleiht. Zu sehen sind neueste Entwicklungen aus dem Bereich der Industriearmaturen auf der Valve World Expo, die vom 29. November bis 1. Dezember 2016 auf dem Düsseldorfer Messegelände (Hallenplan, Valve World Expo 2016) stattfindet.


Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh

Quelle: Messe Düsseldorf


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