Konstruktion, Simulation, Generatives Design und Digitale Fabrik
Konstruktion, Simulation, Generatives Design und Digitale Fabrik
Seit Inkrafttreten der Verordnung (EU) 2016/631 steht der europäische Energiemarkt vor neuen Herausforderungen. Voith bietet nun eine verbesserte Version der drehmomentbegrenzenden Kupplung SmartSet an. Energieversorger können so auf übergroße Antriebsstränge verzichten und das Netz dennoch stabil halten.
Seit Inkrafttreten der Verordnung (EU) 2016/631 steht der europäische Energiemarkt vor neuen Herausforderungen. Voith bietet nun eine verbesserte Version der drehmomentbegrenzenden Kupplung SmartSet an. Energieversorger können so auf übergroße Antriebsstränge verzichten und das Netz dennoch stabil halten.
Seit Verabschiedung des Gridcodes EU 2016/631 hat sich in der Europäischen Union vieles verändert. Energieversorger sind verpflichtet, bei Netzspannungseinbruch 0,150 bis 0,300 Sekunden lang am Netz zu bleiben (fault ride-through, FRT), um es so stabil zu halten. Eigentümer von GuD-Anlagen müssen unter Beweis stellen, dass sie diese Anforderung des neuen Gridcodes erfüllen.
Sie müssen nachweisen, dass sie Netzstörungen standhalten können, um kaskadenförmige Netzzusammenbrüche in der Region zu verhindern. Auch der neue Code der ENTSO-E (Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber) bezieht sich darauf. Der Übergang von zentralisierter zu dezentralisierter Stromerzeugung hat diese Vorbeugungsmaßnahme notwendig gemacht.
Mit anderen Worten: Je mehr kleine Stromerzeuger (zum Beispiel Solarstrom- oder Windkraftanlagen) am Netz sind, desto anfälliger und labiler wird es. Daraus resultieren miteinander verbundene Mikro-Netze.
Bei einem FRT wird der Antriebsstrang eines Gensets daher starken Drehmomentspitzen ausgesetzt. Diese können die gesamte Anlage beschädigen oder sogar zerstören und folglich das gesamte Netz in Mitleidenschaft ziehen. Für Genset-Eigentümer gibt es zwei Möglichkeiten, Worst-Case-Szenarien wie den großen europäischen Stromausfall von 2006 zu verhindern und dem neuen Gridcode des ENTSO-E zu entsprechen: Entweder rüsten sie ihre Antriebsstränge auf, was teuer ist und die Anlage vergrößert, oder sie setzen eine nichtlösende drehmomentbegrenzende Kupplung ein, zum Beispiel die SmartSet von Voith.
Die letztere Lösung erlaubt es, bei einem Netzausfall den Generator sowohl während als auch nach dem Ausfall am Netz zu belassen. „SmartSet schützt Antriebsstränge von kleinen und mittelgroßen Gensets vor Überlast bei FRTs”, sagt Håkan Westberg, Head of Product Management für Drehzahlbegrenzungs- und Verbindungskupplungen bei Voith in Schweden. „Nur wenige konventionelle Gasturbinen mit Schubelementen dürften ohne erprobtes Nachrüstpaket in der Lage sein, 150 Millisekunden lang während eines FRT am Netz zu bleiben. SmartSet beseitigt nicht nur das Risiko für einen Turbinenausfall, sondern auch für Netzstörungen – entsprechend erhöht sich die Leistungsfähigkeit. Zudem erfüllt der Nutzer die EU-Anforderungen und reduziert seine gesamten Investitionskosten.”
Die SmartSet basiert auf der gleichen Technik wie die SafeSet-Kupplung, verfügt jedoch über eine clevere mechanische Logik, die der Kupplung zusätzlichen Schlupf bei einem FRT ermöglicht und nur im seltenen Fall eines größeren Störfalles auslöst. SmartSet ist – wie die SafeSet-Kupplungen ganz allgemein – nicht anfällig für Ermüdung oder Verschleiß und gewährleistet so über die gesamte Lebensdauer eine stabil eingestellte Drehmomentschwelle. In Kombination mit dem Kupplungsmonitoringsystem (CMS) aus dem Hause Voith kann die drehmomentbegrenzende Kupplung kontrolliert und überwacht werden. Die CMS-Steuereinheit misst kontinuierlich den Schlupfwinkel und sendet ein Signal an ein Überwachungssystem, das anzeigt, um wie viel Grad die Kupplung gerutscht ist.
Dr.-Ing. Oliver Drubel ist Experte für Energieumwandlung. Er hat über das Thema „Converter Applications and their Influence on Large Electrical Machines” habilitiert. Aktuell analysiert Dr.-Ing- Drubel auftretende Drehmomentspitzen bei Turbinen-Wellensträngen mit drehmomentbegrenzenden Kupplungen. Wellenstränge von Gensets in Kraftwerken müssen den neuen ENTSO-E-Gridcode erfüllen. Er meint: „Der Wellenstrang muss so ausgelegt sein, dass ihm ein FRT nichts anhaben kann. Zukunftsfähige Wellenstränge erfüllen diese Anforderung bereits heute. Wird eine SmartSet-Kupplung eingesetzt, muss der Wellenstrang individuell nachgerechnet werden, um die Werte für das Einsetzen der Begrenzer festzulegen.”
Hierbei kommt ein Prozess zur Anwendung, der alle Komponenten entlang dem Wellenstrang einbezieht. Ist eine SmartSet-Kupplung eingebaut, muss der Antriebsstrang nicht aufgerüstet werden. Rutscht diese spezielle Kupplung während eines FRT, kann der Antriebsstrang im Normalbetrieb genutzt werden, sobald das Netz wieder stabil ist.” „Gravierende Störungen können mit SmartSet einfacher bewältigt werden,” fügt Dr.-Ing. Drubel hinzu.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine nichtlösende drehmomentbegrenzende Kupplung wie die SmartSet gleichermaßen Vorteile für Endnutzer, Verpacker und Erstausrüster bietet. Vor allem Endnutzer profitieren in vielerlei Hinsicht von SmartSet: Installieren sie die SmartSet-Kupplung, müssen sie ihre Anlage nicht aufrüsten, verbessern ihre Produktivität und erfüllen zudem den Gridcode. Weitere Gensets können mit SmartSet nachgerüstet werden, ohne die bestehenden Bauteile des Antriebsstrangs neu auslegen und hochrüsten zu müssen.
Diese Einsatzmöglichkeit erweitert eine bestehende Lösung um neue Funktionalitäten. Stromversorger erhalten eine erprobte mechanische Komponente zur Stabilisierung des Netzes und schieben somit dem Manko möglicher Netzschwankungen einen Riegel vor.
Bild: Die SmartSet-Kupplung von Voith benutzt eine mechanische Logik, die der Kupplung zusätzlichen Schlupf bei einem FRT bietet und somit den Antriebsstrang vor Beschädigung schützt. Bild: Voith
Teilen Sie die Meldung „Antriebstechnik: Kupplung begrenzt Drehmomentspitzen“ mit Ihren Kontakten:
Seit den 1960er Jahren hat sich August Steinmeyer auf die Entwicklung und Produktion von Kugelgewindetrieben spezialisiert. Im Rahmen der Weiterentwicklung und Optimierung seiner Produkte hat…
Tsubaki hat mit dem Go-Modul bei gleitenden Energieführungsketten den Abrieb verringert und die Lebensdauer erhöht – so funktioniert es.
Die Coronavirus-Krise zeigt: Das Gesundheitswesen stößt schnell an Grenzen, wenn Laborkapazität fehlt. Eine Lösung könnten Laborroboter sein.
Einer der größten Reifenhersteller, Hankook Tire (Präsident und CEO Hyan Bum Cho) hat das „Virtual Compound Design System“ (VCD) entwickelt, ein auf künstlicher Intelligenz und…
Im Humboldt-Jahr 2019 haben Bamberger Bauforscher eine ecuadorianische Berghütte des Entdeckers Alexander von Humboldt untersucht und dokumentiert.
Auf der Messe FachPack präsentiert SimPlan Anwendungen für die Anlagensimulation, mit denen sich Herstell- und Verpackungsanlagen bis hin zur Logistik konfigurieren und kalkulieren lassen.
Das automatisierte Parken im Parkhaus des Mercedes-Benz Museums in Stuttgart funktioniert per Smartphone-App und kommt ohne Fahrer aus. Was an dem System besonders ist und…
Planer und Architekten können mit einem Revit-Plug-in für die BIM-Planung auf mehr als 4'000 Decken-, Boden- und Wandsysteme zurückgreifen.
Im BMBF-Projekt entstehen IT-Methoden für nachhaltige Wassernutzung. Das Ziel: eine strategische Planung der Wasser- und Landressourcen im Mekong-Delta.
Als einer der Hauptsponsoren der Formula Student Germany (FSG) unterstützt die deutsche SKF insgesamt elf Rennställe. Wie sich die Teams gerade auf den Konstrukteurswettbewerb in…
Voith und die Digitaltochter der SMS group, SMS digital, bündeln ihre Kompetenzen im Bereich Plattform-Entwicklung. Das Ziel: gemeinsame Plattform-Services für die IIoT-(Industrial Internet of Things)-Lösungen.
Insbesondere im Aufbau von automatisierten Mikroskopsystemen für die Qualitätskontrolle oder die Reihenuntersuchung von biologischen Proben spielen die Kosten für Subsysteme eine erhebliche Rolle. Mit dem…
Copyright © 2023 All rights Reserved. WIN-Verlag