Eisdetektion und Temperaturmessung auf Rotorblättern von Windkraftanlagen

Eisbildung an Windenergieanlagen hat in der kalten Jahreszei 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 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

eologix safe: Stopp bei Eisansatz

In diesem Modus wird nach dem Algorithmus gemäß DNV-GL Komponentenzertifikat ein Signal erzeugt, welches der Anlage einen Stopp aufgrund sicherheitsrelevanter Vereisung signalisiert.

eologix restart: Automatischer Wiederanlauf

Für die Detektion der Eisfreiheit und somit den automatischen Wiederanlauf ist eine höhere Anzahl an Sensoren notwendig als nur für die Eisdetektion und diese ist auch abhängig von der Blattlänge. Bei einem eologix restart-System werden die nötigen Positionen für die Eisdetektion mehrfach abgedeckt. Dadurch ist jedes eologix restart System auch für die Funktion Eisdetektion geeignet.

Kundenspezifische Lösungen: Präventives Heizen – eologix free

Durch die exakte Eisdickenmessung auf jedem einzelnen Sensor können Vereisungsbedingungen am Rotorblatt sehr früh erkannt und beurteilt werden. Abhängig von Standort und Windkraftanlage können verschiedene Bedingungen für die Aktivierung der Rotorblattheizung während des Anlagenbetriebes parametriert werden. Die Integration in die Anlagensteuerung hängt vom jeweiligen Anlagenhersteller ab. eologix bietet mehrere Schnittstellen zur Anlagenintegration an. Ein optionales Monitoring inkl. Benachrichtigung via E-Mail oder SMS ist im Produktportfolio vorhanden.

Referenzen