Mit einer Höhe von bis zu 100 m sind Windkraftanlagen enormen aerodynamischen Kräften sowie ständig wechselnden Windgeschwindigkeiten und -richtungen ausgesetzt. Da die Anlage nur dann optimal arbeitet, wenn die Rotor- und Generatordrehzahl an die aktuell herrschende Windgeschwindigkeit angepasst sind, kommen verschiedene Regelungskonzepte zum Einsatz, um die Abweichungen auszugleichen.
Ein wichtiger Bestandteil von Windkraftanlagen ist die hydraulische Blattverstellung. Bei jeder Änderung der Windgeschwindigkeit und -richtung passt die Blattverstellung den Winkel der Rotorblätter um einige Grad an, um die Leistung bei allen Windgeschwindigkeiten zu maximieren. Wenn die Windgeschwindigkeit die maximal zulässige Generatorleistung überschreitet, werden die Blätter aus der optimalen Position heraus verstellt, um den aerodynamischen Wirkungsgrad zu verringern und eine konstante Drehzahl aufrechtzuerhalten. Umgekehrt werden die Blätter wieder in den Wind gedreht, sobald die Windgeschwindigkeit wieder abnimmt. Die aktive Steuerung der Drehzahl ermöglicht nicht nur einen Spitzenwirkungsgrad, sondern reduziert auch die Belastung von Rotor, Turm und Fundament, was zu mehr Sicherheit und einer längeren Lebensdauer führt.
Die Pitch-Steuerung nutzt drei unabhängige hydraulische Blattpositionierungsmechanismen, die jedes einzelne Blatt um einen Winkel zwischen 0 und 90° drehen können. Drei separat angetriebene Hydraulikzylinder in der Gondel der Windkraftanlage bewegen die Blätter. Da bereits Abweichungen von nur einem Grad die aerodynamische Blattposition entscheidend verändern, wird die genaue Blattposition mithilfe von Sensoren gemessen. Aufgrund der schwierigen Wartungsbedingungen in großen Höhen sind neben Präzision auch ein zuverlässiger Betrieb und eine langlebige Funktion dieser Sensoren über Jahre hinweg unerlässlich.
Magnetostriktive Wegsensoren von Temposonics® eignen sich ideal für die Positionsmessung im Positionierungsmechanismus der Rotorblätter. Sie messen die Position mit hoher Genauigkeit, selbst unter den rauen Umgebungsbedingungen, denen Windkraftanlagen mit enormen aerodynamischen Kräften und sich ständig ändernden Windverhältnissen ausgesetzt sind. Sie gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb und eine einwandfreie Funktion unter den schwierigen Wartungsbedingungen von Windkraftanlagen, die durch die Rotorhöhe oder die anspruchsvollen klimatischen Bedingungen bei Offshore-Anlagen bedingt sind.
Das Sensormessrohr – ein druckfester Edelstahlstab – ist in die Zylinderkammer integriert. Das Rohr schützt das Sensorelement, das den ferromagnetischen Wellenleiter enthält, über den das Messsignal übertragen wird. Ein Positionsmagnet fährt berührungslos am Sensorrohr entlang und markiert die Position durch die Rohrwand hindurch. Da es sich um wartungsarme magnetostriktive Geräte handelt, können Anwender die Sensoren einfach installieren – und sie dann vergessen.
Temposonics® Sensoren sind über Jahre hinweg verschleißfrei und messen ohne Neukalibrierung.
Dies bedeutet geringeren Wartungsaufwand und höhere Verfügbarkeit.
Dank ihrer unübertroffenen Schock- und Vibrationsfestigkeit sind Temposonics® Sensoren die erste Wahl für die anspruchsvollen Einsatzbedingungen in Windkraftanlagen und gewährleisten höchste Regelgenauigkeit und Leistungsabgabe.
Der Austausch der Sensorkartusche (Elektronik und Sensorelement) ist möglich, ohne die Druckdichtung zu beschädigen.
Analog-, CAN-, SSI- und Bus-Ausgänge ermöglichen eine präzise Positions- und Geschwindigkeitsmessung und tragen dazu bei, Abweichungen im Turbinenbetrieb frühzeitig zu erkennen.