Frischer Wind für Gießereien

Am Beispiel verschiedener Größenklassen von Windenergieanlagen lässt sich der spezifische Sphärogussbedarf (GJS) abhängig von der Leistung der Windenergieanlage darstellen. Beim Bewerten des spezifischen Gussgewichtes zeigt sich, dass der mengenmäßige Einsatz von Ferrocast GJS-400-18U-LT mit Zunahme der installierten Leistung der Windanlagen steigt. Der Trend hin zu Gussteilen für Off-Shore-Anlagen mit bis 5 MW Leistung erfordert nicht nur ein Beherrschen der internen und externen Logistik, sondern auch der Fertigung des dickwandigen ferritischen Sphärogusses. Daher haben die an der Entwicklung und Produktion von Gussteilen der Windenergieanlagen beteiligten Gießereien den Werkstoff Ferrocast GJS-400-18U-LT weiter entwickelt. Künftig steht das Gießen großer Gussstücke mit Wanddicken bis 300 Millimeter im Vordergrund.

Den Nachweis der elastischen Eigenschaften des für hohe dynamische Lasten geeigneten Werkstoffs zeigt ein Experiment, bei dem eine Feder aus einem Gussteil (Rotorblatt-Adapter) herausgearbeitet wurde (Bild 1). Es handelt sich um eine der höchst belasteten Konstruktionen des Anlagenbaues! Das Experiment zeigt neben dem Nachweis der Werkstoffeigenschaften am angegossenen Probestab, dass sich Konstrukteur wie Anlagenbetreiber auf die Zuverlässigkeit dieser Bauteile bei allen Windverhältnissen verlassen dürfen.

Aufbauend auf den Werkstoffeigenschaften können die gestalterischen Freiheiten bei einem gegossenen Bauteil genutzt werden. Am Beispiel des Grundrahmens (Bild 2) ist die dem Kraftfluss angepasste Konstruktion gut erkennbar. Solche an das Biodesign angelehnte Konstruktionen sind bei weiterer Gewichtsoptimierung nur durch ein Gussteil wirtschaftlich zu realisieren. Das führt zur Substitution von Stahlschweiß-Konstruktionen und Stahlgussteilen auch für tragende Komponenten.

Nach Prognosen des Deutschen Wind­institutes und der HSH Nordbank liegt der Jahreszuwachs an installierter Leistung in Europa bei etwa 6 000 MW (Deutschland: 2000 MW). Der Offshore-Anteil wird bis 2008 auf rund 40 Prozent steigen (Anteil Deutschland: 50 Prozent). Daraus lässt sich ein Gussvolumen von 100 000 t/a in Europa und 45 000 t/a in Deutschland ableiten. Die Meuselwitz Guss Eisengießerei wird sich deshalb künftig so aufstellen, dass eine Serienfertigung von Gussteilen für 5-MW-Anlagen möglich wird. Dazu werden die Erfahrungen bei der Fertigung von Windenergiekomponenten mit dem Werkstoff Ferrocast GJS- 400-18U-LT eingesetzt und mit den Anlagenherstellern weiter entwickelt. ms