Blitzstrommessung in Windenergieanlagen
Windenergieanlagen sind oftmals den Belastungen von Blitzeinschlägen ausgesetzt. Blattbeschädigungen und Elektronikausfälle sind das Ergebnis der Einschläge. Meistens können Blitzeinschläge nicht direkt erkannt bzw. aufgezeichnet werden. Solche Aufzeichnungen werden von Versicherungen aber zunehmend gefordert, falls es zu Schäden kommt. Um eine Lösung zur Blitzstrommessung geht es im heutigen Beitrag.
Erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie gewinnen immer mehr an Bedeutung. In unserer Reihe zum Thema Windenergie erklären wir euch, wie eine solche Energiegewinnung genau funktioniert und wo dabei Produkte und Lösungen von Phoenix Contact zum Einsatz kommen.
Auch wenn in einer Windenergieanlage gar kein Blitz eingeschlagen ist, werden Ableiter oft vorsorglich ausgetauscht. Sie können nämlich nur eine begrenzte Anzahl an Blitzeinschlägen abführen. Ist also der Blitz bereits mehrfach eingeschlagen, ohne dies zu erkennen, kann die Anlage beschädigt werden. Der Austausch von Blitzableitern ist zeit- und kostenaufwendig. Umso ärgerlicher ist es also, wenn der Austausch noch gar nicht notwendig ist.
Blitzstrommessung ermöglicht vorbeugende Wartung
Abhilfe schafft hier der Einsatz eines Systems zur Blitzstrommessung, das wichtige Kennwerte der Blitzstoßströme erfasst. Mit den gelieferten Informationen kann über die Notwendigkeit von Kontroll- oder Wartungseinsätzen entschieden werden. Die Lösung Lightning Monitoring System (LM-S) von Phoenix Contact kann Blitzeinschläge in den Rotorblättern einer Windenergieanlage genau messen. Sie erkennt und analysiert alle wichtigen Parameter der Blitzstoßströme. Aus diesen Daten lassen sich Rückschlüsse über die tatsächliche Belastung der Anlage ziehen. Dank einer kontinuierlichen Fernüberwachung verbessert sich die Entscheidungsgrundlage für präventive Wartungseinsätze.
Die Sensoren des Messsystems werden auf den Ableitern montiert. Bei einem Blitzeinschlag bildet sich durch den Stoßstrom um den Leiter ein Magnetfeld, das von den Sensoren erfasst wird. Das System sendet die Messergebnisse über Lichtwellenleiter zur Auswerteeinheit. Sie bestimmt anhand der gewonnenen Werte die maximale Blitzstromstärke mit der Blitzstromsteilheit, die Ladung und die spezifische Energie.
Einbindung in Netzwerke
Das LM-S kann autark über ein Modem oder über die integrierte Ethernet-Schnittstelle in Netzwerke eingebunden werden. Die Integration in ein bestehendes Leitsystem ist einfach über den Aufruf der IP-Adressen möglich. Um den Anlagenbetreiber direkt über den Blitzeinschlag zu informieren, kann das LM-S eine Alarm-SMS versenden.
Über einen Webbrowser können detaillierte Informationen über den Blitzeinschlag aufgerufen werden. Somit erkennt der Betreiber frühzeitig den Zustand der Ableiter und kann rechtzeitig Wartungseinheiten planen und umsetzen. So ist ein stabiler Betrieb der Anlage gesichert.
Die Lösung erlaubt es, das System ohne großen Aufwand in ein bestehendes Design einzupassen. Dank der integrierten Spannungsversorgung und dem Überspannungsschutz für die Kommunikation fällt die Integration denkbar einfach aus. Die Leitungen für die Sensoren sind in Längen von 10 m bis 100 m bestellbar. Der Anschlusskasten muss nur montiert und die Leitungen, durch die vorbereiteten Leitungseinführungen an das Gerät gesteckt werden. Spezielles Werkzeug ist dafür nicht notwendig.
Nur ein Teil eines Systems
Für die Prüfung der Rotorblätter bietet Phoenix Contact gemeinsam mit zwei weiteren Überwachungslösungen ein modulares Gesamtsystem namens Blade Intelligence. Eine Lösung zur Eisüberwachung haben wir euch bereits in diesem Beitrag vorgestellt. Einen Blogbeitrag zum Thema Lastüberwachung findet ihr hier.
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Wie entsteht noch mal Wind und wie wird daraus schließlich Energie erzeugt? Die Antworten findet ihr hier. Zahlen, Daten und Fakten zum Thema Windenergie könnt ihr in diesem Beitrag nachlesen.
Als echter Blomberger gab es nur ein Ziel nach dem Abitur: bloß weg von hier! Doch dann verschlug es mich doch zu Phoenix Contact und ich bin jetzt mittendrin in der weltweiten Energiewende. Seit mittlerweile acht Jahren arbeite ich gemeinsam mit meinen Kollegen an Gesamtlösungen für die Windenergie.
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