Echtzeit Lasterfassung in Windenergieanlagen

Abstract:
Windgeschwindigkeit, Windrichtung und die enthaltenen Turbulenzen sind oft unbekannt und variieren je nach Standort stark. Deshalb sind auch die Belastungen, welche auf die Windenergieanlage (WEA) und damit auf jede einzelne Komponente wirken in den meisten Fällen unbekannt. Mit einer sensorbasierten Lasterfassung für die verschiedenen Komponenten der Windenergieanlage lässt sich der Zustand dieser Komponenten und der gesamten Windenergieanlage ermitteln. Die gemessenen Belastungswerte können in die Steuerung der Anlage integriert und entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung der Belastungen im Antriebstrang ergriffen werden. Darüber hinaus kann durch optimierte Serviceintervalle der Energieertrag über Lebensdauer erhöht werden. Zur Realisierung einer serienmäßigen Lastüberwachung und -regelung werden kostengünstige Sensorsysteme benötigt. Geeignete Sensorsysteme sind bspw. aus der Automobilindustrie bekannt. Mit einfachen Adaptionen und geeigneten SW-Algorithmen stehen zuverlässige und kostengünstige Sensorsysteme aus Großserienfertigungen auch für WEAs zur Verfügung. Dies ist der Schlüssel, um langfristig Verfügbarkeit und Ertrag und damit die Wettbewerbsfähigkeit der Windindustrie zu sichern. Es werden Beispiele für eine serientaugliche Momentenerfassung im Antriebsstrang einer WEA, der Lasterfassung an Rotorblättern sowie Querkraft- und Schwingungsmessungen mit üblichen Sensoren aus der Automobilindustrie diskutiert.