Drehbremse

Eine Yaw-Bremse ist eine wesentliche Komponente des Yaw-Systems in einer modernen Horizontalachsen-Windkraftanlage. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine kontrollierte Bremsung und statische Haltekraft bereitzustellen, um die Ausrichtung der Nacelle – dem Gehäuse, das Getriebe, Generator und Antrieb beherbergt – zu steuern. Durch die präzise Verwaltung der Nacelle-Position in Bezug auf die Windrichtung sind Yaw-Bremsen entscheidend für maximale Energieerzeugung, strukturelle Sicherheit und minimierte mechanische Verschleiß.

Kernfunktionen und Betriebsprinzip

Das Yaw-Bremssystem arbeitet in Tandem mit den Yaw-Antriebsmotoren, um zwei kritische Aufgaben zu erfüllen:

1. Gesteuertes Gieren: Während des Betriebs passt das Giersystem die Position der Gondel kontinuierlich an, um den Rotor optimal zur Windrichtung auszurichten. Gierbremsen sorgen für eine gleichmäßige, widerstandsfähige Bremskraft, die ein Überschreiten der Geschwindigkeit und ruckartige Bewegungen verhindert, sodass die Giermotoren präzise, kontrollierte Drehungen ausführen können.
2. Statisches Halten: Sobald die Gondel richtig ausgerichtet ist, greifen die Gierbremsen mit enormer Kraft, um sie sicher an Ort und Stelle zu verriegeln. Dies verhindert unerwünschte Drehungen, die durch schwankende Windlasten oder die dynamischen Kräfte des rotierenden Rotors verursacht werden, und schützt so die Zähne des Gier-Getriebes und des Ritzels vor übermäßiger Belastung und Verschleiß.

Die meisten Yaw-Bremsen sind als aktive, hydraulisch betätigte Kalipper ausgelegt. In dieser Konfiguration wird Hydraulikdruck verwendet, um Hochreibungs-Bremsbeläge gegen einer großen Bremscheibe zu drücken, die mit dem Turm verbunden ist. Viele Systeme enthalten zudem einen Fail-Safe, Federbetätigung-Mechanismus, der sicherstellt, dass im Falle eines Hydraulik- oder Stromausfalls die Bremse automatisch greift und die Nacelle sichert.

Typen von Yaw-Bremssystemen

Während hydraulische Kalipper verbreitet sind, hat sich die Technologie weiterentwickelt, um unterschiedlichen betrieblichen Anforderungen gerecht zu werden:

• Aktive Bremsen: Diese Systeme wenden bei Bedarf variable Bremskräfte an, typischerweise mittels Hydraulikdruck. Sie sind unerlässlich für präzise Steuerung bei Gierverstellungen und für Notstopps.
• Passive Bremsen: Diese werden oft als „gleitende Giersysteme“ oder „Gierpolster“ bezeichnet und verwenden spezielle Reibungsmaterialien, die ständig mit dem Gierring in Kontakt stehen, um eine kontinuierliche Dämpfung und Haltekraft zu gewährleisten, ohne aktiv angetrieben zu werden.
• Hybridsysteme: Durch die Kombination beider Merkmale verwenden diese Systeme passive Polster für konstante Dämpfung und aktive Bremssättel für zusätzliche Haltekraft und dynamische Steuerung bei Bedarf.

Die Yaw-Bremse ist ein missionskritisches System in der Windturbinentechnik. Es ist nicht einfach eine Parkbremse, sondern ein ausgefeiltes Steuerelement, das direkt zur Effizienz der Turbine, ihrer betrieblichen Lebensdauer und der allgemeinen Sicherheit beiträgt.