Erneuerbare Energien

Schlauchschellen für erneuerbare Energien: Nachhaltige Lösungen für saubere Energie

Der rasant wachsende Sektor der erneuerbaren Energien, der Wind-, Solar-, Wasserkraft-, Geothermie- und neue Wasserstofftechnologien umfasst, stellt besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Komponenten. Während das übergeordnete Ziel saubere Energie ist, erfordern die vielfältigen Betriebsumgebungen – von Windparks in großer Höhe über sengende Solaranlagen in der Wüste bis hin zu korrosiven geothermischen Standorten – spezielle Schlauchschellenlösungen. Diese Schellen müssen nicht nur einen sicheren und effizienten Flüssigkeitstransport gewährleisten, sondern oft auch dem Branchenethos von Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen die Elemente entsprechen.

Wichtige Anforderungen an Schlauchschellen in der erneuerbaren Energie

Die spezifischen Herausforderungen für Schlauchschellen variieren je nach Anwendung im Bereich der erneuerbaren Energien, doch zu den gemeinsamen Themen gehören:

• Widerstandsfähigkeit gegen extreme Wetterbedingungen: Einwirkung von starken Winden, Eis, Schnee, Starkregen, extremen Temperaturen (Hitze und Kälte) sowie intensiver UV-Strahlung.
• Korrosionsbeständigkeit: Entscheidend in Küstenwindparks, Geothermieanlagen (Einwirkung korrosiver geothermischer Flüssigkeiten) und bei jeder Installation im Freien.
• Schwingungsdämpfung: Besonders entscheidend bei Windkraftanlagen, wo ständige Schwingungen durch den Rotorbetrieb zu Materialermüdung führen können.
• Hochdrucktauglichkeit: Relevant in Hydrauliksystemen von Windkraftanlagen, Konzentrat-Solarenergieanlagen (CSP) (Wärmeträgerflüssigkeiten) und einigen geothermischen Anwendungen.
• Chemische Verträglichkeit: Unverzichtbar für Wasserstoffproduktions- und -verteilungssysteme, bei denen die Kompatibilität bestimmter Schlauchmaterialien und Klemmen mit Wasserstoff von entscheidender Bedeutung ist.
• Lange Lebensdauer und geringer Wartungsaufwand: Abgelegene Standorte und der Wunsch nach minimalem Eingriff erfordern Komponenten, die über Jahrzehnte hinweg zuverlässig funktionieren.
• Nachhaltigkeit: Ein zunehmend wichtiger Faktor, bei dem der Fokus auf der Recyclingfähigkeit und den Umweltauswirkungen der Klemmenmaterialien und Herstellungsprozesse liegt.

Gängige Typen und Materialien für Schlauchschellen im Bereich erneuerbare Energien

Die Wahl des Schellentyps und des Materials ist stark anwendungsabhängig:

1. Schneckengewindeklemmen komplett aus Edelstahl (AISI 316 / A4):
• Anwendungen: Allgemeiner Flüssigkeitstransport, Kühlleitungen und Verbindungen für leichte Beanspruchung in solarthermischen Anlagen, Wasserkraftwerken sowie einigen Balance-of-Plant-Anwendungen in der Wind- und Geothermie.
• Werkstoffe: Edelstahl AISI 316 (A4) wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Küsten- oder feuchten Umgebungen, sowie seiner guten mechanischen Eigenschaften bevorzugt. Entscheidend ist, dass alle Komponenten (Band, Gehäuse, Schraube) aus 316 bestehen, um galvanische Korrosion zu verhindern.
• Merkmale: Einfach zu montieren und zu überprüfen, bieten sie eine zuverlässige Abdichtung für Anwendungen mit geringem oder mittlerem Druck.
2. Hochleistungs-T-Bolzen-Klemmen:
• Anwendungen: Hochdruck-Hydraulikleitungen in Neigungs- und Schwenksystemen von Windkraftanlagen, Kühlschläuche mit großem Durchmesser in Wechselrichtern oder Stromumwandlungsanlagen sowie Fluidleitungen in CSP- oder Geothermieanlagen.
• Werkstoffe: Vorwiegend Edelstahl AISI 316 oder 316L aufgrund seiner Festigkeit und hervorragenden Korrosionsbeständigkeit. Für extrem korrosive geothermische Umgebungen können Duplex-Edelstähle in Betracht gezogen werden.
• Eigenschaften: Bieten eine hohe, gleichmäßige Klemmkraft, hervorragende Vibrationsfestigkeit und eine robuste Konstruktion, die für kritische Anwendungen mit hoher Belastung geeignet ist. Werden häufig für wichtige Hydraulikverbindungen in Windkraftanlagen spezifiziert.
3. Klemmen mit konstanter Spannung (federbelastet):
• Anwendungen: Kühlleitungen in Batterie-Energiespeichersystemen, Wechselrichtern und kleineren Fluidleitungen in Windturbinen-Gondeln, wo Temperaturschwankungen zu einer Ausdehnung und Kontraktion der Schläuche führen.
• Materialien: Hochwertiger Federstahl, oft mit fortschrittlichen korrosionsbeständigen Beschichtungen, oder spezielle Edelstahllegierungen.
• Eigenschaften: Entwickelt, um sich automatisch an Änderungen des Schlauchdurchmessers aufgrund von Temperaturwechseln anzupassen, wodurch eine konstante Dichtkraft aufrechterhalten und Leckagen verhindert werden. Dies ist besonders wertvoll für Systeme, die starken Schwankungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt sind.
4. Hochleistungs-Bandklemmen / Umreifungssysteme:
• Anwendungen: Kabel und Schläuche mit großem Durchmesser in Windkraftanlagentürmen, zur Befestigung von Isolierungen an Rohren in CSP- oder Geothermieanlagen sowie für allgemeine strukturelle Befestigungen an verschiedenen Standorten im Bereich der erneuerbaren Energien.
• Materialien: Hochfester Edelstahl (304, 316), häufig mit speziellen Beschichtungen zum Schutz vor UV-Strahlung und Korrosion.
• Eigenschaften: Äußerst vielseitig einsetzbar für kundenspezifische Längen und große Durchmesser, bietet robuste Befestigungs- und Bündelungsmöglichkeiten.

Branchenspezifische Überlegungen:

• Windenergie: Klemmen müssen ständigen Vibrationen, extremen Temperaturen (von Minusgraden bis zu hoher Hitze im Gondelraum) sowie häufig Korrosion in Höhenlagen oder an der Küste standhalten. T-Bolzen-Klemmen sind in der Hydraulik üblich, während Konstantspannungsklemmen Kühlsysteme sichern.
• Solarenergie (PV & CSP):
• PV: Bei Freiflächen- oder Dachanlagen sichern Klemmen die Verkabelung und die Leitungsrohre. Schwerpunkt liegt auf UV-Beständigkeit, allgemeiner Witterungsbeständigkeit und Langlebigkeit.
• CSP (Concentrated Solar Power): Klemmen sind für Leitungen für Wärmeträgerflüssigkeit (HTF), die bei extrem hohen Temperaturen betrieben werden, von entscheidender Bedeutung. Dies erfordert hochtemperaturbeständige Werkstoffe (z. B. Speziallegierungen) und robuste Konstruktionen, um die unter Druck stehende HTF aufzunehmen.
• Geothermie: Gezeichnet durch stark korrosive geothermische Flüssigkeiten (Sole, Dampf mit gelösten Mineralien und Gasen wie H₂S). Klemmen erfordern eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit, was oft spezielle Legierungen erfordert, die über Edelstahl 316 hinausgehen, wie z. B. SUPER-Duplex-Edelstähle. Auch die Hochdrucktauglichkeit ist ein wichtiger Faktor.
• Wasserstoffproduktion und Brennstoffzellen: Ein aufstrebender Bereich, in dem die Verträglichkeit der Schlauchschellen mit Wasserstoff entscheidend ist. Dies umfasst die Materialintegrität (Verhinderung von Wasserstoffversprödung) und die Gewährleistung leckdichter Dichtungen bei hohen Drücken. Spezielle Legierungen und eine hochpräzise Fertigung sind erforderlich.
• Wasserkraft: Geringere Anforderungen an einzelne Schlauchschellen aufgrund der Art der Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf allgemeiner industrieller Beanspruchung, Korrosionsbeständigkeit für den Einsatz im Freien und Vibrationsfestigkeit für Maschinen.

Nachhaltigkeit und Langlebigkeit

Im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen des Sektors der erneuerbaren Energien werden die Langlebigkeit und die Materialauswahl von Schlauchschellen zunehmend kritisch geprüft:

• Recycelbare Materialien: Edelstahl ist in hohem Maße recycelbar und trägt so zur Kreislaufwirtschaft bei.
• Verlängerte Lebensdauer: Die Wahl langlebiger, korrosionsbeständiger Materialien wie Edelstahl AISI 316 und robuster Konstruktionen minimiert die Notwendigkeit häufiger Austausche, wodurch Materialverbrauch und Wartungsaufwand reduziert werden.
• Geringere Umweltbelastung: Zuverlässige Schellen verhindern das Austreten von Flüssigkeiten (z. B. Hydrauliköl, HTF, Kühlmittel) in empfindliche Ökosysteme und stehen damit im Einklang mit Umweltschutzzielen.

Durch die Auswahl des richtigen Typs und Materials unter Berücksichtigung der spezifischen Umwelt- und Betriebsanforderungen jeder Technologie im Bereich der erneuerbaren Energien dienen Schlauchschellen als kleine, aber unverzichtbare Glieder in der Kette der sauberen Stromerzeugung. Sie gewährleisten einen effizienten Flüssigkeitstransport und tragen zur allgemeinen Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit dieser kritischen Infrastrukturen bei.