Energiewende Das Maß aller Windräder

Die Firma Bürkle + Schöck aus Stuttgart baut Messspulen für Windkraftanlagen. Für einen Testpark in Dänemark hat das Unternehmen dieses Jahr die drei größten jemals gefertigten Spulen produziert.

Thomas Bürkle mit einer kleineren Luftspule. - © KD Busch

Es gibt viele Dinge, die ihren Zweck im Hintergrund erfüllen und von denen man als jene, die nicht zu den Fachleuten gehören, wenig erfährt. Verfahren, von denen die Verbraucher nichts mitbekommen, die dennoch einen ganz wichtigen Zweck erfüllen. Der Einsatz von Luftspulen zum Beispiel gehört dazu. Sie prüfen die Leistungsfähigkeit der "wichtigsten Stütze der Energiewende", wie Thomas Bürkle sagt – von Windkraftanlagen. Er ist technischer Geschäftsführer von Bürkle + Schöck Elektrotechnik aus Stuttgart. Das Unternehmen baut weltweit die größten Luftspulen und ist der einzige Anbieter, der solche Prüfspulen zur zertifizierten Leistungsmessung produziert.

Heute ist es möglich, Zehn-Megawatt-Windräder zu bauen. 1.200 Haushalte können mit einem solchen Windrad versorgt werden. Allerdings muss deren Leistung auch geprüft werden. Um solche Windräder mit einer Betriebsspannung im hohen Kilovolt-Bereich zu testen und zu prüfen, braucht es spezielle Prüfspulen. Bürkle + Schöck hat drei große Luftspulen gebaut, die nun in einem Testpark im norddänischen Thisted stehen. Dort messen sie die Funk­tionsfähigkeit von Windrädern. Die Daten werden im nationalen Testcenter von der dortigen Universität mit ausgewertet.

Die Spule spielt den Abnehmer

Die Spule selbst sieht aus wie ein Rohr, auf das ein Metallband gewickelt ist und das auf einer Achse lagert. Sie sind im Durchmesser rund drei Meter hoch und wiegen sieben Tonnen. Bei einer Prüfung greifen sie elektrotechnische Daten an der Windkraftanlage ab. Die Spule fungiert dadurch als Last, also praktisch als Abnehmer der Energie und simuliert somit einen Energieverbraucher. Der Prüfer schickt Strom und Spannung der Windkraftanlage durch die Spule. Bis zu 72.000 Volt Spannung fließen hindurch. Wie viel die Anlage letztlich vor Ort leistet, hängt nicht nur von der Anlage selbst ab, sondern auch von den Einsatzbedingungen vor Ort, etwa von den Windlagen. Die Abnahme erfolgt dann zwischen dem Hersteller der Anlage und dem Windparkbetreiber. Das heißt allerdings nicht, dass jedes einzelne Windrad geprüft wird. Die Anlagen selbst müssen abgenommen werden und es gibt eine Typenprüfung. Immer mal wieder werden dann die Typen getestet. Mit diesen Testständen prüft man immer wieder neue Details, wie zum Beispiel optimierte Flügel.

Kupferkontakte Spule
An die Kupferschienen werden die zu prüfenden Anlagen angeschlossen. - © KD Busch

Hergestellt wird die Wicklung einer Spule aus Aluminiumband, was sie deutlich leichter macht als beim vorher gebräuchlichen Kupfer. Zwischen die Bänder kommt Isolierfolie. Die Bänder müssen im Übrigen sehr exakt gewickelt sein. Eine Lasermarkierung sorgt beim Wickeln für die Genauigkeit. An die Seiten der Spulen werden mit 300 Bar Kupferschienen angepresst, an die der Kunde seine zu prüfenden Geräte anschließen kann.

Weniger Aufwand, genauere Messdaten

Luftspulen werden schon lang eingesetzt, etwa in der Nachrichtentechnik, aber auch in der elektrischen Energietechnik. Für die Prüfung von Windrädern werden sie allerdings erst seit drei Jahren genutzt. Bürkle + Schöck ist derzeit die einzige Firma weltweit, die Spulen in dieser Größe fertigen kann. "Man braucht sehr spezifische Voraussetzungen für den Bau", sagt Thomas Bürkle. Das Unternehmen musste zum Beispiel eine Halle anmieten, die groß genug ist. Eineinviertel Jahre Vorbereitung hat der Bau gebraucht und ein halbes Jahr Bauzeit. Doch gestartet wurde das Projekt schon deutlich früher. Ein Ingenieur hatte sich das neue Messverfahren überlegt und bei Bürkle + Schöck angefragt, ob sie so etwas umsetzen können. B+S zeigte schnell Interesse, denn das Verfahren benötigt deutlich weniger Aufwand, liefert genauere Messdaten als die bisherigen Prüflösungen und ist noch dazu deutlich günstiger. Für ihren Transport reicht zum Beispiel ein Seecontainer, wo vorher vier nötig waren.

Luftspule
Eine der großen Luftspulen, die in einem Testpark für Windkraftanlagen zum Einsatz kommen. - © Bürkle + Schöck

Gegründet wurde Bürkle + Schöck in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Großvater Friedrich Bürkle rief die Firma 1932 in Stuttgart-Vaihingen als Installationsbetrieb ins Leben. Kompagnon Schöck war ein Studienkollege. Heute besteht das Unternehmen aus fünf Firmen mit vier Standorten in Baden- Württemberg und einem in Bayern. Geld verdient der Betrieb mit Elektroinstallation, Sicherheitstechnik sowie Transformatoren- und Induktivitätstechnik. Ingenieurdienstleistungen gehören ebenfalls zum Angebot. Thomas Bürkle ist zuständig als technischer Geschäftsführer, sein Bruder für die kaufmännischen Belange. Mit rund 130 Mitarbeitern und davon 19 Auszubildenden macht Bürkle + Schöck einen Umsatz von 10,5 Millionen Euro, davon 4,4 Millionen in der Produktion von Transformatoren und Drosseln inklusive der Spulen.

"Windkraft ist die wichtigste Stütze der Energiewende."

Thomas Bürkle

Für Thomas Bürkle ist die Sache klar: An den erneuerbaren Energien geht kein Weg vorbei. Das weiß der Diplom-Ingenieur aber nicht erst, seit sein Bundesland grün regiert ist. Als Chef eines Elektrotechnikunternehmens profitiert er schon länger vom Boom der regenerativen Energien. Windkraft hält er für essenziell. Mit der neuen Ampelkoalition erwartet er deshalb einen deutlichen Anschub für diese Art der Energieerzeugung. "Wir brauchen die regenerativen Energien in viel größerem Maße", sagt er, "auch wegen der Sektoren­kopplung." Zur Stromnutzung kämen schließlich noch Wärme und Verkehr dazu. Das erfordere viel höhere Kapazitäten. Ansonsten, so Bürkle, fürchte er Netzüberlastungen. Neben der Elektromobilität müsse in gleichem Maße die Stromerzeugung durch Photovoltaik, Windkraft und deren Speicherung vorangetrieben werden. Ohne die gehe es nicht mehr – je effizienter desto besser.