Eisdetektion und Temperaturmessung auf Rotorblättern von Windkraftanlagen

Eisbildung an Windenergieanlagen hat in der kalten Jahreszeit relevanten Einfluss auf die Betriebsführung. Neben reduziertem Ertrag durch veränderte aerodynamische Eigenschaften ist insbesondere die Sicherheit der Anlage und ihrer Umgebung zentrales Thema.

Zur frühzeitigen und exakten Detektion von Vereisungen bietet eologix – auch nachrüstbare – Sensorsysteme auf Basis von drahtlosen, flexiblen und energieautarken intelligenten Sensoren direkt an der Oberfläche der Rotorblätter an.

Systemkomponenten

Sensoren

Drahtlose und flexible intelligente Sensoren werden durch Sonnenenergie nahezu unbegrenzt mit Energie versorgt. Jeder Sensor misst die Temperatur mit einer Genauigkeit von 0,25°C und gibt den Vereisungszustand in mehreren diskreten Levels an. Durch die einzigartige, patentierte Bauform (flexibel, weniger als 2 mm dick) können die Sensoren an beinahe jeder Stelle des Rotorblattes, aber auch an anderen Strukturen, wie z.B. Gondel oder Turm, montiert werden. Die Anbringung erfolgt mittels selbstklebender Erosionsschutzfolie.

Basisstation

Die Basisstation (ein Gerät pro Anlage) empfängt die Datenpakete, die die Sensoren per Funk aussenden. Sie wird typischerweise als Komponente in der Gondel verbaut, kann aber auch im Spinner, im Turmfuß oder am Boden montiert werden. Es stehen mehrere Varianten von Kommunikationsschnittstellen (z.B. ModbusTCP, Relais-Umschaltkontakte, GSM/3G, Ethernet, etc.) zur Verfügung, um die Daten in die Anlagensteuerung, SCADA-Systeme oder Condition-Monitoring-Systeme einzubinden.

Lösungen

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Stopp bei Eisansatz

Bei diesem Produkt wird nach dem Algorithmus gemäß DNV Komponentenzertifikat ein Signal erzeugt, welches der Anlage einen Stopp aufgrund sicherheitsrelevanter Vereisung signalisiert.

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Automatischer Wiederanlauf

Durch eine entsprechende Dichte an Sensoren am Rotorblatt wird ein automatischer Wiederanlauf durch Eisfreiheitsdetektion ermöglicht.

Die Detektion von Eisansatz ist dabei gleich inkludiert.

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Präventives Heizen

Die Messung der Oberflächentemperatur je Sensor bietet die Möglichkeit die Effektivität einer Rotor-Blattheizung zu überwachen bzw. zu evaluieren. Die Temperaturmesswerte können herstellerabhängig auch in das SCADA-System übernommen werden.

Referenzen