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Fachbeiträge & Applikationen aus der Industrie

Nahverkehr per Seilbahn

Ein innovatives Antriebskonzept für die neue urbane Seilbahn in Brest

Veröffentlicht am November 6, 2017 - ( Views)

von Kay Petermann

Die Stadt Brest will die Stadtentwicklung entlang der Ufer des Flusses Penfeld weiter fördern. Die urbane Seilbahn soll die geschäftlichen Beziehungen zwischen beiden Seiten des Flusses verstärken. Über 420 Meter hinweg verbindet sie das Stadtzentrum mit dem neuen Bezirk Capucins, der auf 16 Hektar eines ehemaligen Militärgeländes neu entsteht. Das System basiert auf origineller sich übereinander in Form eines „Flyover“-Systems, das weltweit erstmals zum Einsatz kommt. Die beiden Gondeln kreuzen sich übereinander und nicht wie üblich nebeneinander auf gleicher Höhe, wie es bei herkömmlichen Seilbahnen der Fall ist. Beide Gondeln kommen an ihren Endpunkten somit auf der gleichen Plattform an. Die Ausmaße des Systems und der Endstationen (vor allem deren Flächenbedarf) fallen damit kleiner aus,

was dadurch zu geringeren Baukosten führte. Dies ist gerade in städtischen Umgebungen mit begrenztem Platzangebot von Vorteil. Der innovative Ansatz ermöglichte die Erhaltung des Stationsgebäudes im Bezirk Capucins, das unter Denkmalschutz steht. Die Gondeln bewegen sich über einen einzigen Stahlmast, der sich in die Umgebung mit Werften und Kranen optimal einfügt. Jede Gondel ist an zwei Tragseilen mit 50 mm Durchmesser befestigt, die ein Gewicht von 88 Tonnen aufweisen. Die Gegengewichtswirkung, wie sie bei Anlagen in Bergen zu beobachten ist, wird hier vermieden, da die Gondeln sich über den größten Teil der Strecke gleichzeitig bewegen.

Geringer Stromverbrauch

Eine der Herausforderungen in Brest war die Umsetzung einer energieeffizienten Lösung. Die Idee war, die Bremsenergie zurückzugewinnen. Allerdings haben die Energieversorger noch keine systematische Lösung entwickelt, um das volle Potenzial der Rückspeisung in ihr Netz nutzen zu können. Der gesetzliche Rahmen sieht dies zwar bei der Solarenergieerzeugung vor, aber nicht, wenn Systeme Energie verbrauchen und innerhalb kurzer Zeit wieder ins Netz zurückspeisen wollen, wie es bei der Seilbahn in Brest der Fall ist.  Die Lösung wurde daher mit Superkondensatoren umgesetzt, die die anfallende Energie speichern, sobald sich die Gondeln nach unten bewegen. Die Energie wird dann bei der nachfolgenden Auffahrt wieder verwendet.

Das Projekt wurde an Bartholet Frankreich für die Seilbahn-Konstruktion und an Seirel, einem Anbieter für elektrische Systeme und Sicherheitstechnik, für das Transportsystem vergeben. „Wir haben mit verschiedenen Lieferanten gesprochen, aber nur Leroy-Somer verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit dieser Art von Anwendung und war imstande, alle elektromechanischen Komponenten zu liefern“, erklärte Thomas Savin, Project Manager bei Seirel Automatismes. Das Herzstück des Systems, also der Antrieb für die Zugseile, besteht aus zwei neuen Asynchronmotoren von Leroy-Somer vom Typ IMfinity LC-315 (300 kW, 1500 U/min, 460 V) mit Flüssigkeitskühlung, die in Master-Slave-Anordnung auf der gleichen Welle montiert sind. Damit steht als zusätzliche Option doppelte Redundanz zur Verfügung, da einer der beiden Motoren ausreicht, um den Betrieb im Basismodus (niedrige Geschwindigkeit) aufrecht zu erhalten. Die Motoren werden von zwei Leroy-Somer-Umrichtern vom Typ Powerdrive MD2S angesteuert, die über Powerdrive MD2R-Active-Frontend-Gleichrichter versorgt werden. Letztere sind an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. 

Ein DC-Wandler von Leroy-Somer steuert den Betrieb der M65V385F Superkondensatoren von Blue Solutions (Bolloré Group). Diese wurden speziell für die Anforderungen industrieller Anwendungen mit hoher Leistung entwickelt. Sie erfüllen anspruchsvollste Spezifikationen, laden und entladen sich innerhalb weniger Sekunden und bieten eine Lebensdauer von mehreren hunderttausend Zyklen. „Wir schätzen die Unterstützung, die wir von Leroy-Somer während der Projektentwicklungsphase erhalten haben. Der lösungsbasierte Ansatz und das Know-how des Unternehmens sind einzigartig. Hinzu kommt, dass uns ein einziger Ansprechpartner für alle Antriebskomponenten zugewiesen wurde, was für ein bahnbrechendes Projekt dieser Art von großem Vorteil war. Wir bestanden auf einen einzigen Lieferanten für die Motoren und die Steuerungen. Früher haben wir eine andere Marke für den Umrichter verwendet, aber die Konfiguration des Powerdrive MD2 von Leroy-Somer stellte sich nahezu als Kinderspiel heraus“, fügte Thomas Savin hinzu.

Bei einem Netzstromausfall erfolgt ein Notbetrieb mit einem Stromaggregat mit einem LSA-44.3-Niederspannungs-Wechselstromgenerator von Leroy-Somer. Damit ist sichergestellt, dass die Gondeln in die Stationen zurückkehren können. Die Sicherheit wurde bis ins kleinste Detail durchdacht, um größtmöglichen Schutz bei sämtlichen Vorkommnissen zu gewährleisten. „Dies ist das erste Mal, dass ein Seilbahnsystem mit einem Energierückgewinnungssystem und Batterien ausgestattet wurde. Diese Errungenschaft zeichnet unser Unternehmen aus, das sich auf komplexe Projekte konzentriert, und sie wird zweifellos weltweit eine Inspiration für ähnliche und andere Projekte sein“, so Nicolas Chapuis, Managing Director bei Bartholet Frankreich.

Leise und kompakt

„Eine weitere Herausforderung bei diesem Projekt war, dass die zur Installation zur Verfügung stehende Fläche für die Motoren in unmittelbarer Nähe zu den Fahrgästen war. Das bahnbrechende Industriedesign des Projekts sorgt dafür, dass die Motoren nur wenige Zentimeter hinter einem Glasschrank, sichtbar für die Fahrgäste, installiert sind. Die Gerätschaften mussten daher leise und kompakt sein, um alle Anforderungen an die Ergonomie und den Fahrgastkomfort zu erfüllen. „Auch hier überbot Leroy-Somer seine Wettbewerber, durch seine IMfinity-LC-Motorlösungen“, so Nicolas Chapuis. Durch ihre Flüssigkeitskühlung sind die IMfinity-LC-Asynchronmotoren bis zu 25% kompakter als ein luftgekühlter Motor gleicher Leistung. Die Geräuschentwicklung wurde um 10 bis 20 dB reduziert, was einen leisen Betrieb garantiert. Dieser Vorteil ergibt sich durch den Kühlkreislauf, der das Motorsystem vollständig umgibt. Der zuverlässige, kompakte Aufbau und die Premium-IE3-Energieeffizienz machen den Motor zu einem der Erfolgreichsten der IMfinity-Reihe. „Die LC-Serie steht mit einer Leistung von 150 kW bis 1,5 MW zur Verfügung und eignet sich gerade dann, wenn der Motor in unmittelbarer Nähe zum Bediener oder zur Anwendung installiert werden soll. Die Motoren erfüllen die steigenden Anforderungen an einen leisen Betrieb, was ja besonders wichtig ist, wenn sie in unmittelbarer Arbeitsumgebung aufgestellt sind.“, so Guillaume Bourgoint.

Wesentliche Vorteile

Die Strecke der Seilbahn eignet sich besonders gut für ein Energierückgewinnungssystem, da es zuerst beim Aufstieg und dann während der Abfahrt zum Einsatz kommt, dabei liegen die Abfahrts- und Ankunftspunkte auf gleicher Höhe. Energie wird nur verbraucht, um den höchsten Punkt der Strecke zu erreichen. Ist dieser überwunden, wird bei der Abfahrt Bremsenergie freigesetzt, die in das System eingespeist wird, um sie wieder für den nächsten Aufstieg zu nutzen. Die Energiekosten sinken damit erheblich. „Diese Errungenschaft lässt sich auch in anderen industriellen Anwendungen umsetzen, z.B. bei Hebeanwendungen“, so Thomas Savin. „Die theoretischen Energieeinsparungen können mehr als 90% betragen – allerdings sind die Superkondensatoren heute noch das Haupthindernis. Hier wurden sie so dimensioniert, dass sie etwa die Hälfte der erforderlichen Energie speichern können. Allein diese Kosten schlugen mit 200.000 Euro zu Buche. In Zukunft gehen wir davon aus, dass die Kosten für solche Kondensatoren erheblich sinken werden.“


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