Regenerative Energien: Treiber für Innovationen und Produktivität im Stahlbau

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Vom resultierenden Fortschritt profitiert nicht nur die Umwelt. Die rasante Entwicklung der erneuerbaren Energien führt auch zu deutlichen Innovations- und Produktivitätsimpulsen in den beteiligten Industrien. Und wie in fast allen anderen Bereichen spielt der Fortschritt des Werkstoffs Stahl eine im Wortsinn "tragende" Rolle. Die neuen und sich ständig weiterentwickelnden Anwendungsbereiche stellen den Stahlbau vor neue Herausforderungen – bei der Prototypenfertigung über die Entwicklung zur Serienreife bis hin zur Serienproduktion.

Windenergie – innovativer Motor für die Stahlbaubranche

Stahl- und Metallbau IHNEN aus Aurich ist eines der führenden Stahlbauunternehmen in Deutschland, die in diesen Prozess seit Jahren eingebunden sind. Besonders für den Bau von Windenergieanlagen (WEA) hat das Familienunternehmen seine über 40-jährige Stahlbauerfahrung für Großindustrie und Anlagenbau in eine Vielzahl innovativer Projekte und eigener Entwicklungen einfließen lassen. Neue Wege müssen dabei schon in der Konstruktion beschritten werden. Bereits bei der Planung von Prototypen müssen Bedingungen für die spätere hochproduktive Serienfertigung einbezogen werden. Das Spektrum ist dabei so interessant wie vielfältig: von der Wendevorrichtung für die riesigen Rotorblätter über Hebeeinrichtungen, Montagehilfen und Innen- und Außenbühnen bis zu Gondelbühnen in hohen Stückzahlen, die die elektrotechnischen Anlagen der WEA aufnehmen müssen. Eine Herausforderung für IHNEN AURICH war, mit der Dynamik der Marktentwicklung der Windenergie Schritt zu halten, ohne Abstriche an Qualität und Präzision. Hierfür wurde schrittweise die Fertigungstiefe der eigenen Produktion erhöht, von der Rohstahlbearbeitung bis zur transportfertigen Vormontage der Anlagenteile.

Qualität trifft Produktivität

Durch Investitionen in neue Fertigungsstrecken wurde die Produktionsfläche auf ca. 17000 m² vergrößert und die jahrzehntelange Erfahrung im konstruktiven Stahlbau mit der Effizienz hoch automatisierter Serienfertigung verknüpft. Geschäftsführer Thomas Ihnen: "Unsere Mitarbeiter verfügen über mehr als vierzig Jahre Erfahrung im konstruktiven Industrie- und Sonderstahlbau. Dieses wertvolle Wissen, mit dem wir uns bei führenden Unternehmen in Deutschland und Europa den Ruf als Qualitätsanbieter erarbeitet haben, wollen wir zunehmend auch für eine hoch automatisierte Serienfertigung nutzen, die Schlagkraft erhöhen und unsere gute Marktposition ausbauen." Zwar gehören Bohr-Säge-Anlagen, Roboter und Blechbearbeitungsanlagen schon seit vielen Jahren zur Grundausstattung, um z. B. Unterkonstruktionen für Maschinen, Um- und Ausbauten von Produktionsanlagen und Bühnenbauten jeder Größenordnung herzustellen. "Wir haben jedoch den Ersatz einer Anlage zum Anlass genommen, unsere gesamte Fertigungslogistik erneut zu optimieren und auszubauen", so Geschäftsführer Willm Ihnen. Im Ergebnis ist eine hochmoderne Produktionslinie entstanden, die von der Anlieferung und Lagerung des Rohmaterials bis zur Fertigmontage optimiert ist. Thomas Ihnen: "Mit dieser Investition bringen wir Qualitäten und Fähigkeiten unserer 150 Mitarbeiter mit höchster Produktivität der Technik zusammen. Für diese hervorragende Kombination gibt es überall Bedarf."

Schnell zu präzisen Ergebnissen

Mit zunehmender WEA-Dichte wird die Entscheidung für neue Standorte schwieriger. Notwendigerweise werden Investitionsplanungen deshalb mit Ertragsprognosen für die Stromausbeute untermauert. Hierfür werden am vorgesehenen Standort über einen längeren Zeitraum Messungen in der jeweils notwendigen Höhe vorgenommen, die eine präzise Prognose der "Windernte" ermöglichen. Um die empfindliche Messtechnik in Höhen bis zu 135 m oder höher zu positionieren, hat IHNEN AURICH flexible, schnell zu errichtende Windmessmasten entwickelt. Ein ausgeklügeltes Teleskopsystem ermöglicht die Messung auf Rotor-Nabenhöhe – trotz immer größer werdender Anlagen, die sich der 200-m-Grenze nähern. Mehr als 300 Exemplare der wiederverwendbaren IHNEN-Windmessmastsysteme wurden inzwischen weltweit installiert.

Offshore-Technik – Tempo durch ehrgeizige Energieziele

In Großbritannien sollen bis 2020 sämtliche Haushalte mit Strom aus Offshore-WEA versorgt werden können. Erforderlich sind dazu ca. 7000 Windturbinen mit einer Kapazität von 33 GW – ein Jahrhundertprojekt. In Deutschland sind 23 Offshore-Windparks in der der Nord- und Ostsee geplant, die im Endausbau mit 5400 Windturbinen eine Gesamtleistung von über 25500 MW erzeugen sollen. Vorreiter der deutschen Windparks ist das Offshore-Testfeld Borkum West, auch alpha ventus genannt, das im April 2010 feierlich eingeweiht wurde.

Turntable – Stahlbaukomponente im Energiesystem

Damit die erzeugte Energie an Land genutzt werden kann, wurden kilometerlange, widerstandsfähige Seekabel mit bis zu 22 cm Durchmesser verlegt. Um die dauerhafte Netzanbindung der WEA auch bei plötzlichen Problemen zu garantieren, wurde in Emden ein Reservekabellager eingerichtet. Kabeltypen mit einem Gewicht von 56 kg pro laufendem Meter und Biegeradien bis zu 5 m machen einen Transport über die Straße unmöglich. Deshalb wird das Offshore-Kabel per Schiff angeliefert, über eine 450 m lange Kabelbahn abgewickelt und bis zu seiner Verwendung auf einem Turntable aus Stahl gelagert. Der Turntable, ein aus 24 Einzelsegmenten bestehender Drehteller mit einem Außendurchmesser von 24 m, wurde in der Werkstatt von IHNEN AURICH gefertigt. Vergleichbar mit einem Plattenspieler, nimmt ein Kabelarm die überdimensionalen Leitungen auf, wickelt und stapelt sie bis zu 2 m Höhe. Um das Kabel aufwickeln zu können, kommen vier Hydraulikantriebe zum Einsatz, die den Stahlkoloss auf 120 fest montierten Rollen in eine drehende Bewegung versetzen und so die Kabelführung erst ermöglichen. Eine Herausforderung war die höchste Präzision, mit der die wie Tortenstücke geformten Einzelteile mit einem Gesamtgewicht von 300 t gefertigt werden mussten, um Toleranzen beim Einschub des letzten Teils zu vermeiden. Da ein Probelauf mit bis zu 1700 t Belastung nicht möglich war und der hydraulische Antrieb ebenfalls erst am endgültigen Standort eingesetzt werden konnte, blieb das erfolgreiche Projekt bis zum letzten Moment spannend.