Der Markt für Turbinen zur Stromerzeugung verzeichnet ein Wachstum auf breiter Front. Windturbinen werden immer größer, und Wasserturbinen in Flüssen und Ozeanen erreichen allmählich ihre Reife. Kleinere städtische Windturbinen schießen wie Pilze aus dem Boden, überall auf der Welt. Dieses Wachstum zieht auch eine größere Nachfrage nach der Dauermagnettechnologie nach sich. Die Turbinenhersteller suchen vor allem nach Systempartnern, die mithalten können. Denn in einer so dynamischen Welt ist es oft nur eine Frage der Flexibilität, Erster zu sein. Oder der Größte zu sein.
Flexibilität in der PM-Technologie für Wasser- und Windturbinen
“Bakker ist ein 100% Systempartner für Hersteller von kleineren bis größeren Wasser- und Windturbinen: vom Wissenslieferanten, Co-Engineer, Supply-Chain-Manager bis zum Hersteller von Permanentmagneten und PM-Baugruppen”
Bakker Magnetics im Wissenschaftspark Eindhoven hat viele Jahre Erfahrung als PM-Spezialist auf allen Ebenen des Turbinenmarktes für erneuerbare Energien gesammelt. Bakker ist ein 100%iger Systempartner für Hersteller von kleineren bis größeren Wasser- und Windturbinen: vom Wissenslieferanten, Co-Engineer, Supply-Chain-Manager bis hin zum Hersteller von Permanentmagneten und PM-Baugruppen. Die allergrößten Windturbinen werden nur von einer Handvoll multinationaler Unternehmen hergestellt. Obwohl sie oft PM-Technologie im eigenen Haus haben, benötigen sie manchmal immer noch Unterstützung. Dies war vor zwei Jahren der Fall, als ein internationaler Hersteller eine 12-Megawatt-Offshore-Windturbine bauen lassen wollte: die größte der Welt. Damals wandte man sich an Bakker Magnetics, gerade wegen unserer Flexibilität.
“Dann riefen sie Bakker Magnetics an, gerade wegen unserer Flexibilität.“
Die Größten der Welt
Diese gewaltige Windkraftanlage ist 260 Meter hoch und hat eine Rotorspannweite von 220 Metern. Die Turbine, die 16.000 Haushalte mit Strom versorgen kann, ist eine Weiterentwicklung eines früheren 6-Megawatt-Modells. Allerdings wurde die Topologie des Permanentmagneten in einem späten Entwicklungsstadium geändert. "Aufgrund des Zeitdrucks und der Komplexität der neuen Topologie war es nicht möglich, die Magnete im eigenen Haus zu entwickeln und zu montieren", erklärt der Spezialist von Bakker Magnetics' Abteilung Magnetic Technology & Assemblies. "Man brauchte einen Partner, der nicht nur über umfassende PM-Kenntnisse verfügte, sondern auch in der Lage war, ein hochkarätiges Projekt innerhalb eines engen Zeitplans zu realisieren. Wir hatten bereits vorher Kontakt aufgenommen und einen guten Eindruck hinterlassen, dann kam der Auftrag. Es war an der Zeit, die Ärmel hochzukrempeln."
Feinfühlige Präzisionsarbeit
Die Turbine verfügt über einen Generator mit einem Rotor von 10 Metern Durchmesser, um den über 100 Magnetmodule montiert werden müssen. In Zusammenarbeit mit dem Kunden optimierte Bakker die Module und baute eine spezielle Fertigungsstraße für die präzise Platzierung der Magnete. "Es war eine unglaublich heikle Arbeit", sagt der Ingenieur. "Jedes Modul ist einen Meter lang und hat Hohlräume für die Magnete. Diese Magnete sind groß und stoßen sich gegenseitig stark ab. Ein einziger Fehler könnte ein ganzes Modul zerstören." Mit Hilfe der speziell entwickelten Produktionslinie wurden die Magnete sicher und präzise eingesetzt, einer nach dem anderen.
Bakker entwickelte und lieferte auch die Magnetbaugruppe für eine zweite 12-Megawatt-Turbine sowie zusätzliche Module für Tests. "Wir haben sowohl die Entwicklung als auch die Produktion in weniger als zwei Jahren abgeschlossen", sagt der Spezialist. "Für ein Projekt dieser Größenordnung ist das außergewöhnlich schnell. Es war ein echtes Co-Creation-Projekt, bei dem wir flexibel waren, auf den Kunden zugehen konnten und uns eng mit ihm abstimmten. Das ist es, was Bakker Magnetics ausmacht."
“Wir haben es geschafft, alles, Entwicklung und Produktion, in weniger als zwei Jahren zu erreichen. Für ein Projekt dieser Größenordnung ging das extrem schnell. Das lag an der echten Co-Kreation“
Optimale Leistung
Nach Ansicht des Ingenieurs sind qualitativ hochwertige Baugruppen der Schlüssel zur Gewährleistung einer maximalen Turbinenleistung. "Nehmen Sie einen Elektromotor. Je genauer die Magnete positioniert sind, desto höher ist die Leistung, so einfach ist das. Wir sorgen auch für eine optimale Haftung, was zu einem sichereren und zuverlässigeren Betrieb mit minimalem Wartungsaufwand führt. Bei der Konstruktion berücksichtigen wir langfristige Gefahren wie hohe Temperaturen, Gegenfelder und Korrosion. Windkraftanlagen müssen 25 Jahre lang einwandfrei funktionieren. Eine kleine Verringerung des Wirkungsgrads oder eine allmähliche Entmagnetisierung aufgrund schlechter Baugruppen kann enorme finanzielle Folgen haben. Es besteht kein Zweifel: Die Herstellung erstklassiger Magnetbaugruppen ist eine echte Spezialität."
Ströme und Stadtwind
Die beiden massiven Turbinen waren Prototypen, die die Tragfähigkeit des Konzepts bewiesen. Bakker Magnetics wird nun auch die Serienproduktion der Magnetmodule übernehmen - ein klarer Beweis dafür, dass für das Unternehmen keine Turbine zu groß ist. "Wir sind aber auch auf kleineren Märkten sehr aktiv", sagt der Spezialist. "Ein spannender Bereich ist Wave, Tidal & Stream - Turbinen, die in Wellen, Gezeiten oder Flüssen platziert werden. Wasser birgt ein größeres Energiepotenzial, als den meisten Menschen bewusst ist. Die Technologie ähnelt der Windenergie, allerdings unter Wasser. Ein großes Schaufelblatt wird von der Wasserströmung angetrieben, und Magnetmodule auf dem äußeren Ring drehen sich zusammen mit Spulen und erzeugen Strom im Generator."
Ein weiteres wachsendes Segment sind städtische Windkraftanlagen. Diese kleineren Anlagen mit einer Leistung von bis zu 200 Kilowatt werden zunehmend in landwirtschaftlichen Betrieben und Industriegebieten eingesetzt. "Sie werden oft von kleinen und mittleren Unternehmen gebaut, und wir freuen uns, sie mit unserer PM-Technologie unterstützen zu können", fügt der Ingenieur hinzu.
Direkter Antrieb
Konventionelle Turbinen verwenden häufig Asynchrongeneratoren und Getriebe, um hohe Drehzahlen zu erreichen. Heute verwenden viele Turbinen, insbesondere im Offshore-Bereich, direkt angetriebene Generatoren mit Permanentmagneten. Diese ermöglichen die Stromerzeugung bei niedrigeren Drehzahlen und machen Getriebe überflüssig. "Das reduziert den Wartungsbedarf drastisch", sagt der Spezialist. "Das ist vor allem für Turbinen auf See von entscheidender Bedeutung. Außerdem sind Direktantriebssysteme 1-2 Prozent effizienter. Das mag sich nicht viel anhören, aber bei einer 12-Megawatt-Turbine ist die zusätzliche Leistung enorm.
"Durch die perfekte Entscheidung, Positionierung und Montage von Magneten können wir Ihre Anlage noch effizienter machen und Ihrem Unternehmen einen Vorsprung verschaffen"
Schutz gegen die Elemente
Da Wasser- und Windturbinen oft in korrosiven Umgebungen arbeiten, ist ein robuster Korrosionsschutz unerlässlich. "Die Turbinenhersteller sind in der Regel gut informiert, und wir unterstützen sie, wo wir können", erklärt der Ingenieur. "Neodym-Magnete sind von Natur aus korrosionsanfällig und werden daher mit Standardbeschichtungen geliefert. Wir können die Magnete auch mit maritimer Farbe lackieren oder sie vollständig mit Epoxidharz umschließen. Korrosion ist zwar ein echtes Problem, aber die Industrie hat reichlich Erfahrung im Umgang damit.
Vorsprung
Der Markt für Turbinen für erneuerbare Energien entwickelt sich weiterhin rasant, was ihn zu einem spannenden Bereich für ein Unternehmen wie Bakker Magnetics macht, insbesondere wenn es frühzeitig in den Entwicklungsprozess eingebunden wird. "Je früher Sie uns einbeziehen, desto mehr Wert können wir bieten", sagt der Spezialist. "Die optimale Platzierung und Befestigung von Magneten kann Ihrer Turbine den entscheidenden Effizienzvorteil verschaffen. Wir bringen jahrelange Erfahrung und eine Erfolgsbilanz mit, einschließlich unserer Arbeit an der größten Windkraftanlage der Welt. Keine Herausforderung ist zu groß."
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