Windkraftanlagen optimal verkabeln

„Wir haben das Vollsortiment, um eine komplette Windkraftanlage individuell auszurüsten“, verspricht Schenk. „Zudem begleiten wir die Ingenieure schon während der Planungsphase. Zusammen mit ihnen ermitteln wir die optimale Leistungsverkabelung, für die es vier verschiedene Arten der Auslegung gibt.“ Das sind die Kupfer-Klasse 2 und 5 sowie Aluminium-Klasse 2 und 5. Kupfer- als auch Aluminiumkabel der Klasse 2 sind starr und unflexibel. Der Litzenaufbau der Klasse 5 ist die flexible Ausführung. Flexibel ist auch die Schnittstellenauslegung, so dass das Unternehmen in der Lage ist, jede Art einer WKA auszustatten. „Jeder Hersteller elektrischer Kabel und Leitungen hat eine eigene Philosophie zur Auswahl des richtigen Isolations- und Leiterwerkstoffs. Es gibt Anbieter, die eine Empfehlung für Aluminium für die Torsionsanwendung im Kabel-Loop der WKA aussprechen. Das entspricht nicht unserer Erfahrung“, so Schenk. Über eine geplante Lebensdauer der WKA von etwa 20 Jahren werden den Leitungen in dieser Applikation bis zu 15.000 Torsionszyklen abverlangt. Dieser Teil der Leistungsverkabelung vom Generator über den frei hängenden Loop bis zur Turm-Innenwand sei richtig Stress für die Leitungen. Daher verwendet der Leitungsspezialist dort ausschließlich den belastbareren Kupferleiter der Klasse 5 mit einer speziellen Verseilung der einzelnen Litzen. Als Isolationswerkstoff für die Aderisolation und Mantel setzt man hochabriebfeste Materialien ein. „Nach nunmehr über 6500 km installierten Loop-Leitungen kennen wir die heikelste Stelle der Leistungsverkabelung einer Windkraftanlage und haben diese Anwendung, die ich als Achillesferse betrachte, seit Jahren im Griff“, resümiert der Segmentleiter.

Kupfer im Loop, Aluminium im Turm

„Bedenkt man, dass ein Kraneinsatz bei der Montage von Windkraftanlagen einen Tagessatz von etwa 50.000 Euro kostet, ist die Installationszeit möglichst klein zu halten“, so Schenk. Für Anlagenbauer, die diesen Aufwand auf ein Notwendiges reduzieren möchten, bietet das Unternehmen eine Lösung an, mit der sich die Leitungen nach dem Loop in einem Stück innerhalb von 5 bis 6 h anschlussfertig in den Turm installieren lassen. Möglich ist das mit einer Aluminiumausführung in Klasse 5, der WK Alu Powerline. Sie lässt sich flexibel in die Turmstruktur einziehen und in Leerrohren durch das Fundament legen, um die Verbindung zum externen Transformator herzustellen. Ein wichtiger Aspekt bei der Materialauswahl ist der Materialmarkt: „Mit Aluminium ist man relativ unabhängig von der Preisentwicklung, während Kupfer eine wesentlich höhere Volatilität hat. Wenn sich Kupferpreise ändern, müssen Endkunden schon mal ihre ganze Kalkulation wieder überdenken. Das brauchen sie bei Aluminium in diesem Umfang nicht“, beschreibt der Segmentleiter einen weiteren Vorteil. Beim Einsatz der flexiblen Alu Leistungskabel könne man im Vergleich zu flexiblen Kupferleitern von einer Kostenersparnis von bis zu 40 % sprechen. Als wichtigsten Punkt sieht Schenk den elektrotechnischen Part: „Aluminium verzeiht keine Fehler“, meint der Spezialist. Kabel und Anschlusstechnik sollten als System aufeinander abgestimmt und geprüft werden. Der Füllfaktor des Leiters im Kabelschuh oder Pressverbinder ist ein wichtiger Aspekt. Nicht zu vernachlässigen sind in der Verbindungstechnik die leichten Vibrationen einer WKA. Daher sei ein rein mechanischer Auszugstest von Kabel und Anschlusstechnik nicht immer ausreichend. Eine verlässliche Aussage lasse sich nur durch einen elektrischen Test treffen. „Es entspricht nicht unbedingt unserer Philosophie, Leistungskabel zu unterbrechen. Daher bevorzugen wir eine unterbrechungsfreie Installation im Turm bis hin zum Umrichter im Turm-Fuß“, sagt der Segmentleiter. jg