Fokus - Availon

16 Thema
Nichts zu sehen und doch
alles im Blick: Dank Funktionskontrolle
der Yaw-Antriebe
bleiben potenzielle Schäden
nicht länger unentdeckt.
Vergleich Laststrom mit Leerlaufstrom
Hierzu wird für jeden Stellantrieb ein kompakter Stromwandler
installiert und jeweils eine Stromphase des Motors
von der Aderklemme über den Wandler durchgeschliff en.
Da der Stromwandler im Prinzip wie eine Stromzange funktioniert,
bleibt die eigentliche Schaltungstechnik unberührt.
Das bei fl ießendem Strom erzeugte magnetische
Feld wird vom Stromwandler aufgenommen und für die
Messungen genutzt, wobei man den Laststrom des jeweiligen
Stellantriebs mit seinem Leerlaufstrom vergleicht.
Ergeben sich im Vergleich Abweichungen vom Normalbetrieb,
sind diese sofort erkennbar. Per GSM-Modul kann
in der Folge eine Fehlermeldung an die Anlagensteuerung,
den Betreiber der Anlage und die Fernüberwachung übermittelt
werden.
Teure Folgeschäden vermeiden
Lediglich zwei Stunden benötigt es, das neue Upgrade zu
installieren. Danach lässt sich das Versagen eines Getriebes
jederzeit früh erkennen, sodass gezielte Maßnahmen wie
die rechtzeitige Planung und Durchführung einer Reparatur
eingeleitet werden können. Gleichzeitig lässt sich als
Reaktion auf ein Problem binnen kürzester Zeit ein Notfallprogramm
über die Anlagensteuerung initiieren, z. B. eine
Reduzierung der Nachführungsvorgänge zur Schonung
der Yaw-Antriebe bis zur Schadenbehebung. Teure Folgeschäden
und hohe Ertragsverluste sind somit nicht mehr
zu befürchten.
Wie kostspielig es ohne dieses Upgrade jedoch werden
könnte, zeigt folgende Beispielrechnung. Fällt eine Anlage
aufgrund nicht rechtzeitig erkannter Probleme bei den
Yaw-Antrieben aus, können sich die Kosten für eine Reparatur
sehr schnell auf über 22.000 Euro summieren. Der
Ertragsverlust durch einen ungeplanten Anlagenstillstand
schlägt in guten Windzeiten dann noch zusätzlich mit
schätzungsweise rund 6.000 Euro zu Buche. Ergo würden
sich die Gesamtkosten dann auf 28.000 Euro belaufen. Die
einmaligen Installationskosten der Azimutüberwachung
betragen im Vergleich hierzu nicht einmal zehn Prozent
dieser Summe. Bei einem Ausfall eines Stellantriebs ließen
sich aufgrund des Upgrades hohe Folgekosten vermeiden,
da durch eine Früherkennung schnell reagiert werden
könnte und vielleicht nur eine beschädigte Komponente
ausgetauscht werden müsste. In solch einem Fall sind
Reparaturkosten von lediglich rund 6.500 Euro durchaus
realistisch. Die potenziellen Ertragsverluste fi elen aber
im Gegensatz zum ersten Szenario nahezu gar nicht ins
Gewicht.
Wirksame Früherkennung
„Bereits unmittelbar nach der Installation der Azimutüberwachung
ist aus den Messungen zu ersehen, wie die
Yaw-Antriebe im Einzelnen belastet werden. Zu diesem
Zeitpunkt ist also schon zu erkennen, ob sich Probleme anbahnen,
die einen Serviceeinsatz in absehbarer Zeit notwendig
machen. Ist dies nicht der Fall, ist man für die
Zukunft auf jeden Fall dank einer wirksamen Früherkennung
stets auf der richtigen Seite“, so Lorenz-Theo Feddersen.
„Off enbar hat sich bislang bei der Bewältigung dieses Problems
noch niemand die Mühe gemacht, sich die Lastströme
der Yaw-Motoren anzuschauen, obwohl diese viel
Aufschluss über die tatsächliche Belastung der Antriebe
liefern. Das System von Availon ist daher gleichermaßen
einfach wie sehr eff ektiv“, meint Dr.-Ing. Dieter Frey vom
Ingenieur-Büro Frey aus Sprötze bei Buchholz.
Weitere Potenziale zum Thema Azimut
Der Gutachter beschäftigt sich seit mehreren Jahren ebenfalls
mit dem Thema Azimut, allerdings auf einer völlig
anderen Ebene als Availon: der Optimierung der Windnachführung
von WEA: „Aus unterschiedlichen Gründen
kann angenommen werden, dass die optimale Ausrichtung
des Rotors zum Wind nicht bekannt ist. Und darin
liegt das Optimierungspotenzial.“
Aus Beobachtungen und anschließenden gezielten Messungen
vermutete das Ingenieur-Büro Frey ein Potenzial
von mehreren Prozent Mehrertrag durch eine optimierte
Windnachführung. Als Nächstes wurde dann eine Optimierungsstrategie
erdacht und diese erprobt. Auf etwa 60
WEA ist mittlerweile ein patentiertes System des Ingenieur-
Büros eingebaut, das durch die Verknüpfung von der auf
der Gondel gemessenen Windgeschwindigkeit, der Windrichtung
und der elektrischen Leistung den Rotor einer WEA
optimaler zum Wind ausrichtet, als es die WEA-Steuerung
ohne entsprechende Optimierungsstrategie vermag.
„Die durch unser System erreichten Mehrerträge liegen
zwischen zwei und sechs Prozent. Das System veranlasst
die Windnachführung je nach WEA-Typ auf unterschiedliche
Weise, sich optimal zum Wind auszurichten. Da es bei
bestehenden Anlagen nicht sinnvoll oder nicht möglich ist,
die für unser System notwendigen Geräte und die Logik in
die vorhandene Steuerung zu integrieren, rüsten wir die
WEA mit einer zusätzlichen Windrichtungs- und Leistungsmessung
aus. Das externe Steuergerät ordnet sich gegebenenfalls
der WEA-Steuerung unter, um die Sicherheit der
WEA nicht zu gefährden. Die Optimierung verläuft hierbei
innerhalb der originalen Betriebsgrenzen“, so Dr.-Ing.
Dieter Frey.
„Vestas“ ist eine ein getragene Marken der Vestas Wind Sys tems A/S, DK.