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 bieten wir – auch nachrüstbare – On Blade-Sensorsysteme auf Basis von drahtlosen, flexiblen und energieautarken intelligenten Sensoren direkt an der Oberfläche der Rotorblätter an.
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.
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.
Auf Wunsch bieten wir auch einen Zugang zu unserem Online-Dashboard an. Hier können sowohl Livedaten, als auch historische Daten eingesehen und exportiert werden.
Getestet und ausgezeichnet von führenden Zertifizierungsstellen und Stiftungen, einschließlich TÜV Nord, DNV und Solar Impulse Foundation. In Verwendung bei mehreren großen Windenergieanlagenherstellern und Unternehmen weltweit.
Gondel
auf der Rotorblattoberfläche
im Inneren des Blattes
nein
ja
nein
nein
ja
nein
0m/s
0m/s
2-3m/s
nein
nein
ja
nicht notwendig
nicht notwendig
notwendig
nein
ja
ja, ab 2-3m/s
Gondel verschraubt
außen geklebt
innen geklebt
n. a.
ja – kontinuierlich
nein (teilw. Unwuchtsindikator)
An der Gondel herrschen andere Strömungsverhältnisse als am Rotorblatt. Diese sind einerseits natürlich auf Drehung der Rotorblätter, andererseits auf die unterschiedliche Höhe über Grund zurückzuführen. Speziell durch den Trend zu immer größeren Rotordurchmessern und steigenden Turmhöhen ist auch in Zukunft hier ein immer größerer Effekt absehbar.
Aufgrund dieser Situation müssen die Sensoren entsprechend sensitiv und konservativ ausgelegt sein, um einen Ansatz von Eis sicher detektieren zu können. Dies kann jedoch dazu führen, dass die Anlage früher abgeschaltet wird als es tatsächlich notwendig wäre. Durch die Messung an der Gondel kann weiters nicht festgestellt werden, zu welchem Zeitpunkt die Vereisung an den Rotorblättern wieder vorüber ist. Mit solchen Systemen ist daher auch kein automatischer Wiederanlauf möglich.
Komplett unterschiedliche Technologien – vibrationsbasierte Systeme, die indirekt im Inneren des Blattes messen und so auf Eis schließen, brauchen immer eine minimale Anregung der Rotorblätter durch den Wind. Daraus ziehen diese anhand der Veränderung der Eigenfrequenz der Blätter Rückschlüsse auf einen möglichen Eisansatz.. Im Trudelbetrieb und im Stillstand der Anlage kann daher kein Eis gemessen werden, wodurch in diesem Zeitraum kein Eis detektiert werden kann – weiters brauchen die Systeme Daten der WEA um funktionieren zu können.
Best-in-class: Unabhängige Studie des VGB
Im Zuge des VGB Projektes wurde ein umfassender Feldtest durchgeführt, bei dem vier rotorblattbasierte Eiserkennungssysteme auf der gleichen Windenergieanlage installiert und getestet wurden.
Der Feldtest wurde im Windpark Stor-Rotliden in Västerbotten, Schweden auf einer Vestas V-90 durchgeführt.
Ergebnisse des Eisdetektionssystems:
