Laufzeitverlängerung von Windenergieanlagen durch smarte Steuerung

Laufzeitverlängerung von Windenergieanlagen durch smarte Steuerung

Von Rotorblattdaten über smarte Anlagensteuerung zur Laufzeitverlängerung von Windenergieanlagen

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Der Ausbau der Stromerzeugung durch Windkraft boomt bei uns seit 20 Jahren. Genauer: Seitdem es das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gibt. Erst diese Anfang 2000 eingeführte Förderung hat die nachhaltige Stromgewinnung so richtig vorangebracht. Doch bald läuft die auf zwei Jahrzehnte begrenzte Hilfe für die ersten Windkraftanlagen aus.

Weil sie inzwischen finanziell abgeschrieben sind, könnten viele Anlagen kostengünstig weiter Strom einspeisen. Für die Betreiber wäre das ein zusätzlicher Ertrag, denn sie hatten mit einer Laufzeit von nur 20 Jahren kalkuliert. Ob eine Anlage allerdings technisch für den Weiterbetrieb geeignet ist, muss eindeutig beantwortet werden.

Weiterbetrieb durch smarte Apps auf Basis zuverlässiger Daten

Ohne geeignete Messverfahren können Betreiber aber nicht genau wissen, ob die Anlagen nicht doch das Ende ihrer technischen Lebenszeit erreicht haben. Konkrete Daten würden ihnen zum Beispiel helfen, die notwendigen Sicherheitsreserven geringer anzulegen. Bislang fehlen diese Daten meistens. Dabei könnten sie zuverlässiger als heute zeigen, wie sehr die Anlagen in den vergangenen Jahrzehnten durch Wind und Wetter belastet wurden.

Unsere Kunden haben unterschiedliche Motivationen, warum sie Sensoren für Lasten und Vibrationen nutzen. Fast alle jedoch wirken sich direkt positiv auf die Laufzeit ihrer Windkraftanlagen aus. Die Motivationen für intelligente Anlagensteuerung können sein:

Schema, das verschiedene lineare Lebenserwartungen über die Betriebszeit einer Komponente (gestrichelte Linie) darstellt, einschließlich des potenziellen Sicherheitsrisikos und des zusätzlichen Nutzens, der mit oder ohne Überwachung erzielt wird. Angepasst von [1]

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Faseroptischer Messtechnik für Windenergieanlagen

Anders als bei den meisten üblichen Messinstrumenten fließt in diesen Sensoren kein Strom, sondern Licht. fos4X verwendet faseroptische Sensoren, die die Veränderung von Wellenlängen erfassen. Das macht sie überlegen: Gewitter und Blitzschlag können die Übertragung nicht stören, deshalb lassen sich die Sensoren direkt im Rotorblatt befestigen. Dort messen sie verlässlich die einwirkenden Kräfte und berechnen aufgrund dieser Daten die tatsächlichen Belastungen der Anlage.

Vorteile für Hersteller

Hersteller von Windkraftanlagen können unsere Industrielösung fos4Blade unproblematisch in ihre Produktion integrieren. Die optimierte Auslegung der Anlagen ermöglicht erheblich gesteigerte Energieproduktion durch größere Rotoren in der selben Windklasse. Effizientere und langlebigere Anlagen werden ermöglicht. Die Produkte unserer Kunden gehören zu den innovativsten und erfolgreichsten im Markt.

Vorteile für Betreiber

Wir bieten Betreibern von Windparks an, ihre bereits bestehenden Anlagen zu optimieren. Die Installation unserer retrofit Lösungen ist in der Regel an einem Tag umsetzbar und ermöglicht die Digitalisierung Ihrer Anlage. Die Systeme erlauben autonome Kontrolle, senken Betriebskosten durch Wartungen und unnötige Ausfallzeiten und steigern den Ertrag von Offshore und Onshore-Windparks.

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Quellen

[1] Hyers et al., Condition monitoring and prognosis of utility scale wind turbines, Energy Materials, Materials Science and Engineering for Energy Systems 1 (3) 187-203, 2006