Die Rotorblätter einer Windenergieanlage werden besonders stark beansprucht. Windböen, Sturm, Vereisung oder Blitzschlag können kleine, vom Boden aus nicht sichtbare Schäden verursachen. Dieses lässt sich oft erst bei routinemäßigen Wartungen erkennen, doch dann hat sich der Reparaturaufwand bereits deutlich erhöht.
Mit dem Überwachungssystem Bladecontrol von Weidmüller lassen sich Beschädigungen genauestens detektieren. Dazu erfasst das System kontinuierlich den Zustand jedes einzelnen Rotorblatts und nimmt bereits kleine Veränderungen wahr – und das rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr. Gegenüber visuellen Inspektionen werden Probleme so erheblich früher erkannt und unkontrolliertes Schadenswachstum vermieden. Das Risiko teurer Reparaturen sinkt und die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage steigt. Neben direkten Schäden am Rotorblatt erkennt die Sensorik auch aerodynamische Unwuchten, lose Teile in Blatt und Nabe sowie Pitch-Fehlstellungen. Damit leistet das System einen zusätzlichen Beitrag zur Betriebssicherheit der Anlage und zu einem hohen Energieertrag. Bladecontrol ist das bereits seit 2008 durchgehend vom Germanischen Lloyd (jetzt: DNV GL) zertifizierte Überwachungssystem für Rotorblätter und in Schadenserkennung und Betriebserfahrung führend.
Wissen, wann Vereisung kritisch wird
Kälte und Dunkelheit machen den Winter zur Hochsaison für die Stromversorgung. Mit sinkenden Temperaturen schalten sich jedoch zahlreiche Windenergieanlagen automatisch ab, weil der Eissensor auf der Gondel Vereisungsgefahr signalisiert. Am Rotorblatt herrschen ganz andere Vereisungsbedingungen als an der Gondel, wo sich teilweise andere Eissensoren befinden. Deshalb misst Bladecontrol den Grad der Vereisung direkt an den Rotorblättern, die sich an der Blattspitze mit bis zu 250 km/h durch die frostige Luft bewegen. Durch die direkte Messung am Ort der Eisbildung ermöglicht das System eine präzise Detektion.
Das System basiert auf einem einfachen physikalischen Prinzip: Der Eisansatz verändert durch sein zusätzliches Gewicht das Eigenschwingungsverhalten des Rotorblattes, dadurch verringert sich die Schwingungsfrequenz. Durch eine hochsensible Sensorik und spezielle Auswertungsverfahren erreicht das System eine Messauflösung der Eisdicke im Millimeterbereich. Die Messungen können sowohl während des Betriebes, wie auch im Stillstand erfolgen. Damit lässt sich die Anlage vor jedem Anfahren auf ausreichende Eisfreiheit prüfen.
Frühzeitige Schadenserkennung
Eine visuelle Rotorblattinspektion deckt zwar die von aussen erkennbaren Schäden auf, jedoch kann der Zeitpunkt der Schadensentstehung lange zurückliegen. In dieser Zeitspanne hat sich der Defekt möglicherweise bereits signifikant vergrößert. Mit dem System von Weidmüller lassen sich Schäden bereits im Initialstadium erkennen. Das System detektiert selbst kleinste Veränderungen, dazu werden die Messungen im Eigenschwingungsverhalten des Rotorblatts durchgeführt. Diese Art der Detektion spürt auch von außen unsichtbare Beschädigungen im Inneren des Rotorblattes auf und funktioniert unter allen Witterungsbedingungen zuverlässig. Beschleunigungssensoren in jedem Rotorblatt erlauben die genauen Messungen – hochsensibel, mehrdimensional und kompakt in einem Modul. Die Daten aus den Rotorblättern werden in der Nabe zusammengefasst und an die Gondel übertragen. Eine im Turmfuß installierte Auswertungseinheit analysiert und dokumentiert die Daten kontinuierlich.
Kritische Anlagenzustände meldet Bladecontrol direkt an die Anlagensteuerung, um eine rechtzeitige Abschaltung zu ermöglichen. Parallel erfolgt die Übermittlung aller detektierten Schäden an das Weidmüller Monitoring Center. Dort werten Experten die Daten aus und stellen konkrete Handlungsempfehlungen für den Betreiber bereit. Betreiber können sich jederzeit per Internet über den Anlagenzustand informieren. Eine Ampellogik zeigt den Zustand jedes Rotorblatts an: Grün für normale Funktion, Gelb für leichte und Rot für schwere Schäden. Weitere Fehler wie Blattfehlstellungen oder dynamische Unwuchten werden ermittelt und online bereitgestellt. So lassen sich notwendige Reparaturmaßnahmen bestmöglich planen und hohe Folgekosten vermeiden.
