Fallstudien / Akustische Regulierung von Windturbinen

Windturbinen mit Blick auf eine Stadt in Südwestfrankreich, Ultraschall-Windsensor FT742DM-50

Hintergrund

Zur Optimierung der Leistung und Verfügbarkeit entwickelt und installiert Spica Technology Software und Elektronik für neue und bestehende Turbinen. Gegründet 1997 mit Sitz in Dänemark, arbeitet die Firma eng mit Windturbinenherstellern, Energieunternehmen und Windparkbetreibern und -besitzern rund um die Welt zusammen. In enger Zusammenarbeit mit den Zulieferern, Dienstleistern, Anlagenbesitzern und Energieversorgern bieten sie geeignete Dienstleistungen und Nachrüstprodukte zur Verlängerung der Standzeiten von älteren Turbinen bzw. Aufrechterhaltung des Leistungsniveaus und Minimierung der Servicekosten.

Einer der Spica Kunden, ein französischer Windparkbesitzer, hat neun 15 Jahre alte Nordex N60 1,3 MW Turbinen an einem Standort mit Blick über eine Stadt in Südwestfrankreich stehen.

Eine Vereinbarung zwischen dem Eigentümer und der lokalen Stadtverwaltung sieht vor, die Turbinen bei bestimmten Windbedingungen abzuschalten, um die Geräuschbelästigung zu minimieren. Die Stadt erklärte sich einverstanden, den Windparkeigentümer für Produktionsausfälle durch Turbinenabschaltungen zu entschädigen.

In der Realität waren die Kosten durch die Minderproduktion höher als die ursprünglich berechnete Entschädigung. Da die Turbinen bereits ein beträchtliches Alter erreicht hatten und die Windgeschwindigkeit- und -richtung über abgenutzte mechanische Anemometer erfasst wurden, gestaltete sich der gesamte Vorgang des Abschaltens und anschließenden Wiederanschaltens als ineffizient und kostspielig.

Die Entscheidung, wann die Turbinen abzuschalten sind, basierte auf Wettervorhersagen und nicht auf Echtzeitdaten. Das bedeutete, dass bei von der Vorhersage abweichenden Windrichtungen bzw. bei früher als vorhergesagt einsetzenden Änderungen, die Turbinen nochmals angeschaltet werden mussten. Die vollständig manuelle Prozesssteuerung machte die Umsetzung sehr langsam.

Um die Ausfallzeiten der Turbinen senken zu können, benötigte der Eigentümer eine bessere Art der Entscheidungsfindung. Um die automatische Ab- und Anschaltung so dicht wie möglich an den vorgegebenen Grenzwerten erfolgen zu lassen, wurden Windgeschwindigkeits- und -richtungsdaten in Echtzeit zur Weiterleitung an die Steuerung benötigt.

Ultraschall-Windsensor FT742-DM50 bei der Montage auf einer Windturbine mit Hilfe des Ausrichtungskragens und Laser-Ausrichtungswerkzeug.Projekt

Im September 2020 installierte Spica Technology eine nachrüstbare Steuerungslösung zusammen mit zwei Ultraschall-Windsensoren FT742-DM50 pro Turbine.

Mit Hilfe der Echtzeitdaten des Sensors FT742-DM50 konnte jede einzelne Turbine entsprechend ihrem spezifischen Akustikplan programmiert werden. Jede Turbinensteuerung schaltete nun unter bestimmten Bedingungen automatisch ab, aber dann auch baldmöglichst wieder an, ohne dass ein manuelles Eingreifen notwendig ist.

Der Windparkeigentümer kommt dadurch in den Genuss einer erhöhten Verfügbarkeit seiner Turbinen und er spart Kosten für manuelle Betätigung und Service. In Verbindung mit einem verbesserten Korrosions- und Blitzschutz wird der Sensor FT742-DM50 diesen älteren Turbinen viele weitere zuverlässige Einsatzjahre bescheren.

Schlussfolgerung

„Das Projekt war ein voller Erfolg. Alles in allem war es die Summe aus vielen verschiedenen Komponenten – Steuerung und Remote-Zugriff – die zu einer besseren Verfügbarkeit führten. Die neuen FT-Sensoren waren ein Bestandteil dieser Lösung.

Teil der Spica DNA ist es, dem Kunden immer die beste verfügbare Technologie anzubieten. Wenn Sie uns zum Thema Windsensoren für Windturbinen fragen, ist unsere Meinung klar: Das beste Produkt auf dem Markt ist der FT-Sensor. Daher haben wir uns für FT als Partner entschieden und nutzen ihre Sensoren für Nachrüstungen.

Für uns liegt es auf der Hand, wann immer ein alter Sensor zu ersetzen ist, werden wir die neueste Technologie von FT wählen.

Innerhalb der Windbranche steht FT für extrem hohe Qualität. Unseren Kunden gegenüber müssen wir die Entscheidung für die Nutzung ihrer Sensoren nicht einmal begründen, da sie bereits wissen, wie zuverlässig FT ist. Es ist, als wenn Sie ein Auto kaufen und es Michelin Reifen drauf hat, dann sagen Sie auch nur noch, klasse. Sie stellen keine weiteren Fragen, weil Sie die Marke kennen und schätzen. Mit FT ist es genau dasselbe.”

Benny Thomsen
Geschäftsführer (CEO)
Spica Technology ApS

„Wir sind immer wieder erstaunt, wenn wir FT-Sensoren sehen, die über 10 Jahre lang auf der Turbine waren und in so gutem Zustand sind, dass ihnen nicht im geringsten anzusehen ist, dass sie so lange auf einer Turbine verbaut waren.

Auch für unsere Kunden mit Turbinen in kalten Klimazonen ist unser Eindruck, dass die FT-Sensoren die besten sind. Mit ihrem besseren Heizsystem bescheren sie dem Betreiber wesentlich bessere Verfügbarkeitswerte.

Der FT742-DM50 ist ein großartiges neues Modell. Mit dem Laserwerkzeug lässt es sich einfach nach der Montage ausrichten und Sie können sicher sein, dass es seine Ausrichtung beibehält, sogar wenn Sie es austauschen müssen.”

Anders B. Jensen
Leitender Techniker
Spica Technology ApS

Eingesetzte Produkte:

Der Windsensor FT742-DM50 wird direkt auf ein 50 mm Rohr (Außendurchmesser) aufgesetzt und erfasst Windgeschwindigkeiten bis zu 75 m/s. Dank seiner herausragenden Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden Blitzschutzeigenschaften eignet sich der DM50 erstklassig für Windturbinen und eine breite Palette meteorologischer Anwendungen. Mit dem speziellen Ausrichtungskragen FT039 und Ausrichtungswerkzeug FT040 lässt sich der Sensor leichter ausrichten.

Ultraschall-Windsensor FT742-DM50 bei der Montage auf einer Windturbine mit Hilfe des Ausrichtungskragens und Laser-Ausrichtungswerkzeug.
Ultraschall-Windsensor FT742-DM50 bei der Montage auf einer Windturbine mit Hilfe des Ausrichtungskragens und Laser-Ausrichtungswerkzeug.