Warning: Undefined variable $browser in /html/site/assets/cache/FileCompiler/site/templates/inc_functions.inc on line 801

Deprecated: setcookie(): Passing null to parameter #2 ($value) of type string is deprecated in /html/site/assets/cache/FileCompiler/site/templates/inc_functions.inc on line 801
Aufbau von Grund auf neu gedacht | Nabrawind | Ausgabe 14 • Mai 2022 | Line Pipe Global

Line Pipe Global

Ausgabe 14 • Mai 2022

Aufbau von Grund auf neu gedacht

Das spanische Unternehmen Nabrawind –Advanced Wind Technologies hat ein neues Konzept für den Bau von Onshore-Windenergieanlagen entwickelt. Stahlrohre von Mannesmann Line Pipe sind Teil der Lösung, die schon beim ersten Projekt einen neuen Rekord aufstellte.

»Als Techniker ist man immer wieder begeistert, wenn es Innovationen zur Marktreife schaffen. Umso erfreulicher, wenn unsere HFI-geschweißten Rohre ein Teil davon sind.«Kevin Kroh, Produktmanager, Mannesmann Line Pipe

 

Die Ingenieure von Nabrawind haben sich vor allen Dingen zum Ziel gesetzt, die Kosten für Herstellung, Transport und Aufbau von Onshore-Windenergieanlagen deutlich zu reduzieren. Dass sich dabei auch der CO₂-Fußabdruck verringern lässt, ist ein positiver Nebeneffekt, der das neue Verfahren zusätzlich auch umweltverträglicher macht.

Infragestellung der gängigen Praxis

Bei der gängigen Praxis zur Installation von Windenergieanlagen wird zunächst der komplette Anlagenturm aufgestellt und anschließend werden Rotor und Turbine mit einem oder sogar mehreren Spezialkränen für extreme Höhen und hohe Tonnagen aufgesetzt. Ein technisch aufwendiges und höchst anspruchsvolles Unterfangen, das nicht selten durch auftretende Winde unterbrochen werden muss und bei einer Montagehöhe von meist deutlich über 100 m nicht ganz ungefährlich erscheint.

»Das muss doch auch irgendwie anders gehen«, dachten sich die Ingenieure von Nabrawind, und stellten die bisherige Herangehensweise komplett infrage, oder besser gesagt: auf den Kopf. Denn der Aufbau einer Windenergieanlage mit dem Nabra-Liftsystem beginnt zwar auch ganz unten, aber mit Turmspitze und Rotor zuerst.

Neue Konstruktion, neues System

Der Nabralift-Tower stellt sowohl in der Konstruktion als auch der Aufbausystematik einen komplett neuen Technologieansatz dar. Die Konstruktion besteht aus einer Drei-Säulen-Struktur, die unter der Antriebseinheit installiert wird. Damit entfällt der größte Teil des bei konventionellen Anlagen benötigten Turms. Darin liegen gleich mehrere Vorteile. Denn der Turm ist das größte und schwerste Element einer Windenergieanlage. Er kann mehrere hundert Tonnen schwer sein und verursacht ca. 15 bis 25 % der Kosten einer Windenergieanlage. Außerdem macht er zusätzlich einen großen Teil der Montage- und Transportkosten aus.

Der eigentliche Clou der Nabrawind-Ingenieure ist aber das sogenannte SES (Self-Erection-System), ein selbstaufrichtendes System, das die Installation einer kompletten Windenergieanlage ohne den Einsatz kostenintensiver Spezialkrantechnik erlaubt. Und das selbst bei Windgeschwindigkeiten von 6 bis 7 Bft, die bei konventioneller Bauweise zu teuren Ausfallzeiten und Baustopps führen.



1 | Aufbau mit dem Nabralift-System: Zunächst wird die Turmspitze mit dem dreiarmigen Turmübergang verbunden. 2 | Nachdem das Maschinenhaus, der Turmdrehkranz und der Rotor mit dem Turm verbunden wurden, ... 3 | ... hebt das SES (Self-Erection-System) die hunderte Tonnen schwere Konstruktion in die Luft, bis die Zielhöhe erreicht ist.


 

Vorteile bei Fundament, Logistik und Baustelleneinrichtung

Die dreibeinige Turmkonstruktion spart gegenüber den bislang üblichen Bauweisen je nach Turmhöhe enorme Mengen an Material und Gewicht. Deshalb kann sie auch auf einem neuen Fundamentdesign installiert werden. Das reduziert die Kosten und verkürzt die Ausführungszeit. So ergibt sich allein beim Betonbedarf je nach Turmhöhe und Bodenverhältnissen ein enormes Einsparpotenzial.

Durch den Einsatz wesentlich kleinerer Bauteile, die in Serienfertigung vorproduziert werden können, vereinfacht sich die gesamte Liefer- und Logistik-Kette und die Anzahl der Schwertransporte wird deutlich kleiner. Auch die Anforderungen an die Lagerplätze sind nicht so komplex und die Baustelleneinrichtung und das Baustellenmanagement profitieren ebenfalls von dem neuen Verfahren.

 

Aufbau von oben nach unten

Der Aufbau eines Nabralift-Towers beginnt mit der Turmrohrspitze, die mit dem Turmübergang verbunden wird. Anschließend werden das Maschinenhaus und der Turmdrehkranz mit den Rotorblättern am Turm montiert.

Dann kommt das SES zum Einsatz und hebt die gesamte obere Anlageneinheit 17 Meter in die Höhe. Danach werden die 16 m hohen Turmsäulen darunter positioniert und mit der oberen Turbineneinheit verbunden. Die tragende dreibeinige Konstruktionsstruktur wird anschließend x-förmig verstrebt und versteift.

Mit dem zweiten Hub werden weitere 16 m an Höhe gewonnen und der immer gleiche Zyklus aus anheben, verbinden und versteifen erfolgt so lange, bis die gewünschte Endhöhe erreicht ist. Binnen drei Tagen ist ein Turm so ohne den Einsatz eines Schwerlast-Großkrans auf einer Höhe von 140 Metern installiert.



Die in Hamm und Siegen gefertigten HFI-geschweißten Rohre wurden in Spanien weiterverarbeitet, bevor sie nach Marokko geliefert wurden.

Die in Hamm und Siegen gefertigten HFI-geschweißten Rohre wurden in Spanien weiterverarbeitet, bevor sie nach Marokko geliefert wurden.


Vormontage der Verstrebungsrohre zur X-Form, die den Turm der Windenergieanlage aussteift.

Vormontage der Verstrebungsrohre zur X-Form, die den Turm der Windenergieanlage aussteift.


Das SES in Aktion. Die zweite Turmeinheit mit den von Mannesmann Line Pipe gelieferten Stahlrohren wird komplettiert und mit der darüberliegenden Einheit verbunden.

Das SES in Aktion. Die zweite Turmeinheit mit den von Mannesmann Line Pipe gelieferten Stahlrohren wird komplettiert und mit der darüberliegenden Einheit verbunden.


Mit 144 m Nabenhöhe ist der Nabralift-Tower im Windpark Oualidia in Marokko die höchste Windenergieanlage Afrikas.

Mit 144 m Nabenhöhe ist der Nabralift-Tower im Windpark Oualidia in Marokko die höchste Windenergieanlage Afrikas.



 

Gesucht, gefunden

Im August 2018 errichtete Nabrawind im spanischen Eslava, nahe Pamplona, den ersten Nabralift-Tower, bei dem es zunächst nur um das Testen der Konstruktion und das Ausprobieren des SES, also des selbstaufrichtenden Systems, ging.

Aus den Ergebnissen folgte für die erste konkret projektierte Windenergieanlage im marokkanischen Windpark Oualidia eine Optimierung der Turmkonstruktion in Bezug auf die x-förmige Aussteifung. Gegenüber der ursprünglichen Rohrgeometrie, die konisch zulaufende Enden der Verstrebungsrohre vorsahen, sollten nun Flansche mit aufeinander abgestimmten Lochkreisen für eine exakte Verschraubung zum Einsatz kommen.

Kevin Kroh, der das Projekt von Beginn an als Produktmanager seitens Mannesmann Line Pipe begleitete, erinnert sich: »Die Herausforderung lag darin, die Fertigungstoleranzen in Bezug auf die Rohrovalitäten und -durchmesser genau auf die Toleranzen der Flansche abzustimmen, damit diese später passgenau angeschweißt werden konnten.«

 

Gemeinsam mit dem kreativen Team von Nabrawind wurden die technischen Möglichkeiten und die Vorteile des HFI-Schweißprozesses in diesem Zusammenhang erörtert. »Die neuartige Konstruktion und das neue Aufbauverfahren waren für uns natürlich Motivation genug, die entsprechenden Qualitäten fertigen und liefern zu wollen«, so Kevin Kroh. »Gerade auch unter dem Aspekt, dass wir erstmals für eine Onshore-Windenergieanlage als Lieferant angefragt wurden.«

Die errechneten Dimensionen an die Rohre für die x-förmigen Turmverstrebungen ergaben einen Durchmesser von 406,4 mm bei Wanddicken von 12 mm. Gefertigt wurden sie in einer Länge von 10,46  m. Benötigt wurden zusätzlich aber auch kurze Rohre, die als Übergangsstücke zwischen den Verstrebungen und den Eckpunkten der Turmkonstruktion dienen. Dieser Einsatz erforderte bei gleichem Durchmesser allerdings eine Wanddicke von 25,4 mm. Mitte 2021 verließen die Rohre Hamm und Siegen per Lkw Richtung Spanien, wo sie für die Montage weiterverarbeitet, gestrahlt und lackiert wurden.


Schauen Sie sich hier das Video zum Aufbau der Windenergieanlage in Marokko an.

 

Nabralift-Tower-Premiere in Marokko

Im Windpark Oualidia, der vom französischen Projektentwickler InnoVent in Marokko betrieben wird, hat Nabra-Wind inzwischen die erste kommerzielle Windenergieanlage mit dem Nabralift-System realisiert. Die Installation der 3,6-MW-Windenergieanlage wurde mit der Selbstmontage der kompletten Turbine bewerkstelligt. »Während des Prozesses hob das selbstaufrichtende System von Nabrawind die 700 Tonnen schwere Turbine bei starkem Wind mit Böen von bis zu 15 m/s an und bewies die Fähigkeit dieses neuen, patentierten Verfahrens, Projektverzögerungen aufgrund starker Winde zu minimieren«, ließ das spanische Unternehmen im Februar 2022 auf seiner Website verlauten.

Höchste Windenergieanlage Afrikas

»Dieser Meilenstein schließt die Installation des ersten Nabralift-Turms in Afrika ab und bestätigt alle wesentlichen Vorteile dieser neuen Turmtechnologie: deutliche Gewichtsreduzierung von Stahl und Beton sowohl im Turm als auch im Fundament, kranlose Selbstmontage, Beseitigung von Logistikbarrieren und minimaler ökologischer Fußabdruck«, so die Pressemeldung weiter.

»Als Techniker ist man natürlich immer wieder begeistert, wenn es Innovationen zur Marktreife schaffen«, so Kevin Kroh, »und umso erfreulicher, wenn unsere HFI-geschweißten Rohre ein Teil davon sind.« Und das auf Anhieb mit Rekord. Denn mit einer Nabenhöhe von 144 Metern ist der Nabralift-Tower die höchste Onshore-Windenergieanlage Afrikas.

Für Mannesmann Line Pipe ist es darüber hinaus noch eine mehr als gelungene Premiere in einem möglichen neuen Geschäftsfeld.


Diese Website verwendet Cookies für Komfort- und Statistikzwecke. Wenn Sie fortfahren, stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Weitere Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.