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Dr.-Ing. Holger Raffel
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Windenergieanlage mit Transversalflussgenerator (TFG)

Entwicklung eines Höchst-Moment Synchrongenerators


Die Entwicklung eines Höchst-Moment Synchrongenerators mit transversaler Flussführung bietet eine neuartige Alternative für Windenergieanlagen (WEA): Im Vergleich zu einem hochpoligen Synchrongenerator oder einem getriebebehafteten doppeltgespeisten Asynchrongenerator lässt sich hiermit die Kraftdichte eines Windenergiegenerators bei deutlich geringeren Außenmaßen steigern. Gegenüber konventionellen Generatortypen können dabei Gewicht und Volumen um etwa zwei Drittel verringert werden. Es ergeben sich Materialeinsparungen bei Kupfer, Dynamoblech und vor allem bei der Stahlkonstruktion des Turmes und der Gründung.

Wie die Abbilung 1 zeigt, können durch den Einsatz eines hochpoligen Höchst-Moment Synchrongenerators Raum und Gewicht in einer WEA-Gondel eingespart werden. Das ermöglicht den Einsatz kleinerer Gondeln oder größerer Generatoren.

Mit einem Transversalflussgenerator (TFG) als Windenergiegenerator ergeben sich grundlegend neue Freiheitsgrade zur Konstruktion hochpoliger Generatoren bei kleinem Durchmesser. Bei TFG wird der magnetische Fluss quer zur Bewegungsrichtung geführt. Durch eine hochpolige Maschine mit konzentrierter Kraftdichte bei relativ kleinem Durchmesser, wie sie für Windenergieanlagen sehr großer Leistung benötigt wird, wird das Leistungsgewicht entscheidend reduziert.

Das Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente an der Universität Bremen (IALB) strebt die Entwicklung einer 10 MW Windenergieanlage mit einem Transversalflussgenerator in Kooperation mit Industriepartnern an. Mittlerweile demonstrieren erste praktische Erfahrungen mit kleineren Maschinenleistungen einen viel versprechenden Forschungsverlauf.