antriebstechnik 10/2022

Play Your Game.
At SPS 2022.
ANLAGENKONTROLLEN HÄUFIG UNZUREICHEND
Mittlerweile werden einige Windenergieanlagen durch ein spezialisiertes Monitoring
Center überwacht, um Veränderungen frühzeitig erkennen zu können. Der
Ingenieurdienstleister ETA Dynamics aus Kiel bietet diesen Service weltweit für
Anlagenbetreiber an und verfügt über eine jahrzehntelange Erfahrung in dem Bereich.
Nach Ansicht von Geschäftsführer Dipl.-Ing. Roman Wolff steht die Branche
beim Condition Monitoring von WEA, einem Teilbereich des übergreifenden
Health Monitoring Konzepts, allerdings noch ganz am Anfang: „Selbst viele Energieversorger
vernachlässigen das Thema sträflich und tasten sich erst langsam an
einen professionellen Anlagenbetrieb heran.“
LÜCKENLOSES MONITORING IST ESSENZIELL
OHNE DIE LÜCKENLOSE ÜBERWACHUNG
VON WINDENERGIEANLAGEN WERDEN WIR
DIE ENERGIEWENDE NICHT SCHAFFEN
Der Windenergie-Experte findet das nicht nur in ökonomischer Hinsicht problematisch:
„Ohne die lückenlose Überwachung von WEA werden wir auch die Energiewende
nicht schaffen“, ist Wolff überzeugt. Er hat in seinem Berufsleben schon viele
Schäden an Windenergieanlagen gesehen und weiß, dass viele von ihnen schon bei
der Konstruktion der WEA hätten vermieden werden können. Dem stünde aber der
enorme Kostendruck gegenüber, dem die Hersteller ausgesetzt seien. „Sie sparen an
Material und verwenden sehr dünne Strukturen.“ Durch die immer leichtere Bauweise
der WEA verringern sich laut Wolff auch die Auslegungsreserven kontinuierlich
– also die Toleranzen, die man als Sicherheitspuffer bei der Entwicklung der Anlagen
mit einberechnet. Sie sollen dafür sorgen, dass die WEA auch punktuellen
Überbelastungen problemlos standhalten.
„Da die Auslegungstoleranzen in den letzten Jahren stetig kleiner geworden sind,
ist eine permanente Überwachung der Anlagen umso wichtiger“, beschreibt Wolff
die Herausforderung. Schon geringste Abweichungen beim Blatteinstellwinkel können
erhebliche aerodynamische Unwuchten verursachen. Passieren z. B. beim Aushärten
der Rotorblätter in der Fertigung Fehler, können sich Verformungen bilden.
Dadurch liegt die Strömung anders an den Rotorblättern an als berechnet und es
wirken andere Kraftmomente auf die Gondel und den Turm der Anlage bis hinunter
in das Fundament ein.
INERTIALSENSOREN ERFASSEN KLEINSTE VERÄNDERUNGEN
Bei der Überwachung der Windenergieanlagen setzen Wolff und seine Kollegen
auch auf Sensorik: „Wir verwenden für das Condition Monitoring unter anderem
Partikelzähler und Ölqualitätssensoren, aber auch einfache Beschleunigungssensoren.“
Mit der herkömmlichen Messtechnik können aber bei weitem nicht alle Vorgänge
an den Anlagen erfasst werden, denn sie ist ausschließlich am Antriebsstrang
zwischen Rotorlager, Getriebe und Generator verbaut. „Am Rotor mit den einzelnen
Rotorblättern sowie dem Stahlrohrturm, Betonturm bzw. Stahlrohr-Beton-Hybridturm
und dem Fundament passiert aber ebenfalls eine Menge“, so Wolff.
Um auch diesen Bereich künftig lückenlos überwachen zu können, hat ETA Dynamics
Beschleunigungssensoren der ASC GmbH getestet. Wolff war über ein Fachmagazin
auf das Unternehmen aufmerksam geworden, das eine große Bandbreite
hochgenauer Inertialsensoren für anspruchsvolle Test- und Messapplikationen anbietet.
Der Ingenieur nahm Kontakt mit den Sensor-Spezialisten aus Pfaffenhofen
auf und merkte schnell, dass er dort finden würde, was er suchte: „ASC ist einer der
wenigen Hersteller am Markt, die so präzise Beschleunigungssensoren fertigen, wie
wir sie benötigen. Die Sensoren passen optimal in unser messtechnisches Konzept.“
Wolff überzeugte vor allem das gute Signal-Rausch-Verhältnis der kapazitiven triaxialen
Beschleunigungssensoren ASC 5511LN und ASC 5515 LN, das die hochgenauen
Messungen an den Windenergieanlagen überhaupt erst möglich macht. Die
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08.-10.11.2022 in Halle 7, Stand 470.