Windkraftanlagen-Bremssysteme: Wie Bremsbelagwechsel Turbinen am Laufen hält

In den USA werden jährlich durchschnittlich 3.000 Windkraftanlagen gebaut und installiert. Seit 1980 beträgt die Gesamtzahl nun über 70.800 Turbinen. Das sind viele Türme, Gondeln und Rotorblätter, die landesweit in die Höhe ragen.

Kritisch für ihren sicheren Betrieb ist das Windkraftanlagen-Bremssystem.

Über die 20-jährige Lebensdauer einer Turbine können die Bremsen zwischen 500 und 1.000 Notbremsungen durchführen. Daher sind Ersatzbremsbeläge und Bremswartung essenziell für die Verfügbarkeit einer Windkraftanlage.

Dieser Artikel diskutiert verschiedene Bremsmethoden und Bezugsquellen für Ersatzbremsbeläge.

Windkraftanlagen-Bremsanwendungen

Zwei Aspekte sind bei Windkraftanlagen-Bremssystemen zu berücksichtigen: die Geschwindigkeit der Turbinen (niedrig und hoch) und der Einsatz mechanischer oder aerodynamischer Kräfte.

Niedriggeschwindigkeitsbremsung

Niedriggeschwindigkeits-Systeme haben andere Anforderungen als Hochgeschwindigkeits-Turbinen. Sie bestehen aus einer Scheibe oder Bremsspur und Bremsbelägen. Hydraulische Klemmen und Bremssättel um die Bremsscheibe erzeugen Reibung, um die Rotorblätter zu verlangsamen und anzuhalten.

Hochgeschwindigkeitsbremsung

Hochgeschwindigkeits-Systeme greifen in den Generator ein und wenden Drehmoment auf das Getriebe an. Dies reduziert die Ausgangsleistung und bremst die Turbine. Je höher die Zahnzahl und der Durchmesser der Bremsen, desto besser die Bremsleistung.

Aerodynamische Bremsung

Aerodynamische Bremsung erfolgt, wenn die Rotorblätter um 90 Grad zum Wind gedreht werden, um den Widerstand an den Blättern zu eliminieren. Der Windkraftanlagen-Bremskontroller hilft der Turbine, sanft zum Stillstand zu kommen.

Mechanische Bremsung

Mechanische Bremsung unterstützt die aerodynamische Bremsung. Sie bremst die Turbine auch bei widrigen Wetterbedingungen und sorgt dafür, dass die Gondel während Wartungsarbeiten stabil bleibt.

Arten von Windkraftanlagen-Bremssystemen

Die Bremssysteme zum Anhalten der Rotorblätter oder der Gondel-Drehung erfahren unterschiedliche Lasten und Kräfte, was eine Vielzahl von Designs erfordert.

Gierbremsen (Yaw Brakes)

Gierbremsen sind ein Bremssattelsystem, das hydraulisch gesteuert wird. Sie arretieren die Gondel in oder aus dem Wind, indem sie auf den Gierring oder das nicht angetriebene Ende des Giermotors wirken.

Modelle mit Seitenmontage eignen sich für leichte und mittelschwere Anwendungen, während ein sockelmontierter Bremssattel für schwere Anwendungen optimal ist.

Rotorbremsen

Rotorbremsen widerstehen den hohen Drehmomenten, die vom Getriebe der Windkraftanlage erzeugt werden. Sie wirken auf die Hauptrotorwelle mittels hydraulischer, federbetätigter Bremssättel. Durch ihre Position zwischen Getriebe und Generator bewältigen Rotorbremsen die Notbremsungen bei gefährlichem Wetter.

Gesteuert vom Windkraftanlagen-Bremskontroller bieten Rotorbremsen Bremsleistungsbereiche von 100 N bis 1 MN, abhängig vom Bremsmodell und der Turbinengröße.

Bezugsquellen für Ersatzbremsbeläge

Die eine Konstante bei der Vielfalt der Bremssysteme sind Bremsbeläge. Kor-Pak bietet ein vollständiges Sortiment an Ersatzbremsbelägen für Windkraftanlagen-Systeme und bedient OEM- und Aftermarket-Teile in der gesamten Windkraftindustrie.

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