Blattlastmessung an Windenergieanlagen

Mit verlässlicher Blattlastmessung wie dem fos4X System „Turbine Load Control“ können kritische Anlagenbelastungen minimiert, und neue Anlage kostenoptimal ausgelegt werden. Außerdem ermöglichen die Kenntnis der genauen Belastung und des virtuellen Alters der Windenergieanlage einen optimalen Anlagenbetrieb und einen verlängerten Anlagenbetrieb.

Die Erfassung der Blattlasten, oder auch Blattlastmessung ist Voraussetzung für viele weiterführende Anwendungen:

  • Werden Blattlasten in Echtzeit erfasst, können damit die Rotorlasten aktiv reduziert werden, wenn die Anlage mit Individual Pitch Algorithmen ausgestattet ist.
  • Erfolgt die Blattlastmessung über viele Jahre, kann über das Lastkollektiv eine Abschätzung der Restnutzungsdauer abgegeben werden.

Kenntnis der Blattlasten für die weitere Optimierung unerlässlichBlattlastmessung an Windenergieanlagen zur Betriebsoptimierung

Basierend auf unserer Messtechnik entwickeln wir zusammen mit unseren Kunden Anwendungen zur Extremlastminimierung, Auftriebsoptimierung, Remote-Monitoring, Gier-Optimierung, Schadensfrüherkennung, Eiserkennung und Unwuchtminimierung. Unsere Analysen, die wir zusammen mit unseren Kunden und weiteren Experten aus der Windenergie durchgeführt haben, zeigen, dass damit eine Senkung der Kosten der Energiegewinnung (CoE, Levelized Cost of Electricity) um 5-6% möglich wird. Bei einer 3MW-Onshore-Anlage entspricht das einer jährlichen Einsparung von über 20 Tsd. Euro.

Zusammen mit unseren Kunden (Hersteller und Zulieferer aus der Windenergiebranche) setzen wir unser Messsystem, das auf die Messgeräte der fos4Test Serieaufbaut, für F&E-Anwendungen ein. Dabei kommen unsere tempe-raturkompensierten faseroptischen Dehnungssensoren und unsere faseroptischen Schwingungs- sensoren zum Einsatz. Darüber hinaus unterstützen wir unsere Kunden sehr aktiv bei der Serienintegration unseres Messsystems in Windenergieanlagen.

Hintergrund

Mit zunehmenden Rotordurchmessern werden die Windlasten auf die Rotorblätter von Windenergieanlagen inhomogener. Dies führt zu zusätzlicher mechanischer Anregung des gesamten Triebstranges. Solche zusätzlichen Vibrationen bedeuten erhöhte Schwingungslasten auf die Gesamtanlage und gehen einher mit einer reduzierten Leistungs-effizienz und herabgesetzter Verfügbarkeit der Anlage. Eine lastabhängige, individuelle Regelung der Blattanstellwinkel (Individual Pitch Control) kann Abhilfe schaffen.

Dazu ist die Messung der Momente an der Blattwurzel eine notwendige Voraussetzung. Zudem ist die Erfassung der dynamischen Blattlasten für die Zustands-überwachung von Rotorblättern erforderlich, d. h. Condition Monitoring, Eiserkennung oder Protokollierung von Last- kollektiven. Wegen der hohen Anforderungen durch Umwelt-lasten und der geforderten Lebensdauer kommt herkömmliche Messtechnik nicht in Frage. Faseroptische Sensoren sind den Anforderungen bzgl. der Zuverlässigkeit und Lebensdauer gewachsen.