Kontinuierliche Rotorblattüberwachung

Vor allem Rotorblätter sind einer Vielzahl von Umwelteinflüssen ausgesetzt. Diese können vom Boden aus nicht sichtbare Blattschäden verursachen, wie beispielsweise Blattspitzen-Schäden durch Blitzeinschlag, Hinterkantenrisse, Stegablösungen oder Blattlagerschäden. Die sensible Sensorik von Bladecontrol erfasst kontinuierlich den Zustand jedes einzelnen Rotorblattes und nimmt bereits kleine Veränderungen wahr. Rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr. Das Risiko teurer Reparaturen sinkt und die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage steigt. Bei noch schwerwiegenderen Schäden sendet das System ein Signal an die Anlagensteuerung, die daraufhin die Anlage sofort stoppen und einen Blattbruch verhindern kann.

Permanente Überwachung ermöglicht schonenden Betrieb

Die Beschleunigungssensoren in jedem Rotorblatt ermöglichen genaue Messungen, hochsensibel, mehrdimensional und kompakt in einem Modul. Die Daten aus den Rotorblättern werden in der Nabe zusammengeführt und an die Gondel übertragen. Schäden werden erkannt, nach Schwere klassifiziert und die gewonnenen Informationen zur weiterführenden Analyse weitergeleitet. Parallel erfolgt die Übermittlung aller detektierten Schäden an das Weidmüller Monitoring Center. Dort werten Experten die Daten aus und stellen konkrete Handlungsempfehlungen für den Betreiber bereit. Neben direkten Schäden am Rotorblatt werden auch aerodynamische Unwuchten, lose Teile in Blatt und Nabe sowie Pitch-Fehlstellungen erkannt.

Betreiber und Betriebsführer können sich jederzeit mit dem Online-Visualisierungstool WebVis über den Rotorblatt- und Anlagenzustand informieren. Eine intuitiv verständliche Ampellogik zeigt den Zustand jedes Rotorblattes an: grün für normale Funktion, gelb für leichte und rot für schwere Schäden. Gleiches gilt für die Eisdetektion: grün für eisfreien Zustand der Anlage, gelb für Eisansatz und rot für die Vereisung und somit den Anlagen-Stopp.

Temperaturschwankungen, Kälte und Dunkelheit machen den Winter auf der einen Seite zur Hochsaison für die Stromversorgung. Auf der anderen Seite sorgen sinkende Temperaturen für längere Stillstandzeiten von Windkraftanlagen. Diese schalten automatisch ab, wenn Eissensoren auf der Gondel Vereisungsgefahr signalisieren. Das System setzt im Gegensatz dazu auf Sensoren zur Eiserkennung und ermöglicht damit die Messung direkt am Rotorblatt. Die Sensoren messen den Grad der Vereisung mit einem einfachen physikalischen Prinzip: Der Eisansatz verändert durch sein zusätzliches Gewicht das Eigenschwingungsverhalten des Rotorblattes, dadurch verringert sich die Schwingungsfrequenz. Lösen sich Eisanhaftungen an Blattspitzen mit bis zu 250 km/h, können diese bis zu 400 m weit fliegen. Behörden verlangen daher eine Abschaltung der Anlagen ab einer Eisdicke von 1,5 bis 2 cm. Durch eine hochsensible Sensorik und spezielle Auswertungsverfahren erreicht das System eine Messauflösung der Eisdicke im Millimeterbereich. So entsteht keine Gefahr für die Umgebung und kein Risiko, eine Vereisung nicht zu bemerken oder eine nicht vereiste Anlage unnötig außer Betrieb zu nehmen. Sie Sensoren erkennen nicht nur, wann Rotorblätter eine kritische Vereisung erreichen – sondern auch, wann die Gefahr vorüber ist. So kann die Windenergieanlage zu jeder Tages- und Nachtzeit automatisch wieder angefahren werden. Der automatische Wiederanlauf ist behördlich anerkannt und von DNV zertifiziert.

Weidmüller orientierte sich bei der Entwicklung der neuen Sensorik für die Eisdetektion an vielfältigen Kundenbedürfnissen. So ermöglichen die Sensoren ein einfacheres und sichereres Arbeiten für die Service-Techniker. Das Arbeiten in beengten Blattbereichen entfällt, und es bleibt mehr Raum für Enteisungssysteme im Blattinneren. Vor allem in kalten Regionen verbessert die zuverlässige Eisdetektion in Kombination mit Blattheizungen die Wirtschaftlichkeit von Windparks signifikant.

Kosteneffizienz und hohe Erträge sind die wichtigsten Faktoren beim Betrieb von Windenergieanlagen. Die kontinuierliche Rotorblattüberwachung mit Bladecontrol erhöht die Anlagenverfügbarkeit und verringert die Wartungs- und Reparaturkosten - die Investition amortisiert sich schnell. Auch ältere Anlagen lassen sich problemlos nachrüsten.