Überwachung von Windenergieanlagen
Optimierung von Wartung und Service durch Blitzstrom-Messung
DEHNdetect ist ein Blitzstrom-Messsystem, das sowohl Wolke-Erde-Blitze, als auch Aufwärtsblitze aufzeichnet. Das Condition Monitoring-System speziell für Windkraftanlagen übermittelt Blitzdaten in Echtzeit und ermöglicht die Optimierung von Wartungs- und Serviceeinsätzen.
Lernen Sie das Blitzstrom-Messsystem DEHNdetect kennen und steigern Sie die Verfügbarkeit von Windkraftanlagen.
- Echtzeitinformationen
- optimierte Wartungs- und Serviceeinsätze
- reduzierte Ausfallzeiten
- optimierte Kosteneffizienz der Anlage
Wozu braucht es die Blitzstrommessung für Windkraftanlagen?
Blitzschäden bleiben bei Windenergieanlagen – On- und Offshore – oft unerkannt, da sie häufig nicht unmittelbar zum Ausfall der Anlage führen. Bei Aufwärtsblitzen bildet der einleitende Langzeitstrom von nur wenigen 100 A die Hauptursache für Schäden wie Ausschmelzungen an den Rezeptoren der Rotorblätter. Solche Beschädigungen gilt es zu erkennen und zu beseitigen, denn langfristig können diese zum Ausfall der Anlage führen.
Condition Monitoring für Windkraftanlagen
Zur Ermittlung der Stärke von Blitzeinschlägen empfiehlt die Norm IEC 61400-24 den Einbau von Mess-Systemen, die auch Langzeitströme erfassen. Mit DEHNdetect behalten Sie alle Parameter eines Blitzereignisses sicher im Blick. Das Blitzstrom-Messsystem kann entweder am Turmfuß oder an den Übergängen von Gondel zu Turm oder Nabe zu Gondel eingebaut werden. Es erfasst Langzeit- und Impulsströme und verschickt nach einem Blitzereignis automatisch eine Benachrichtigung. Unter anderem zeigt die Flügeldetektion an, welches Rotorblatt betroffen ist. Damit können Wartungseinsätze auf Grundlage von detaillierten Daten geplant und optimal vorbereitet werden.
Praktische Verwaltung der Daten
Praktische Verwaltung der Daten Die Daten werden über eine Mobilfunkverbindung oder über das lokale Netzwerk der Windkraftanlage in eine Cloud übertragen. Hier können alle vorhandenen Systeme zur Blitzstrom-Messung einzeln angezeigt, die Parameter ausgelesen und verwaltet werden. Die Möglichkeit zur Anbindung an verschiedene Monitoring-Systeme erlaubt auch in Zukunft den flexiblen Einsatz. Alternativ ist die Übermittlung von Daten an firmeneigene Server möglich.
Das System erfasst folgende Blitzstromparameter:
- Impulsstrom [kA]
- Langzeitstrom [A]
- Ladung [C]
- spezifische Energie [MJ/Ω]
- Anstiegszeit [kA/μs]
Blitz-Informationsdienste können die für Windkraftanlagen kritischen Aufwärtsblitze, sogenannte ICConly-Events, nicht messen. Hier kommt DEHNdetect zum Tragen, denn es erfasst auch Aufwärtsblitze – ein klarer Vorteil bei der Dokumentation von Schäden gegenüber Versicherungen.
Das zeichnet das Blitzstrom-Messsystem DEHNdetect aus
- Echtzeitinformationen über Blitzereignisse
- Optimierung von Wartungs- und Serviceeinsätzen
- Vermeidung von Folgeschäden
- Reduzierung von Ausfallzeiten
- Steigerung der Lebensdauer der Windenergieanlage
- Optimierung der Kosteneffizienz der gesamten Anlage
Das Messsystem besteht aus
Die klären wir gerne persönlich.
Relevante Normen für den Blitzschutz von Windkraftanlagen
Die IEC 61400-24 behandelt das Thema Blitzschutz von Windenergieanlagen und enthält detaillierte Informationen zur Auswahl von Schutzkomponenten.
Sie empfiehlt den Einbau von Messsystemen, die auch Langzeitströme erfassen.
Downloads
Firmware-Update
Konfigurationsdatei
DEHNdetect
DEHNdetect nachrüsten
Berliner Fernsehturm – Analyse von Blitzstromereignissen
FAQs
- Die Flügelraddetektoren werden in jeder Blattwurzel über der Ableitung mit einem Zweikomponentenklebstoff installiert.
- Der Datenlogger und die Rogowski-Spule befinden sich in der Gondel: Der Datenlogger ist in einem der Schaltschränke installiert und die Rogowski-Spule ist am Übergang von der Nabe zur Gondel oder um das Azimutsystem herum montiert.
Nein, die Flügelraddetektoren kommunizieren mit dem Datenlogger kabellos über ZigBee.
Die Flügelraddetektoren haben eine eingebaute Batterie, die etwa fünf Jahre hält. Es ist keine externe Stromversorgung erforderlich.
Ja, die Batterie lässt sich austauschen. Eine neue Batterie ist frei auf dem Markt erhältlich.
Sie wird über ein abgeschirmtes Koaxialkabel mit einer maximalen Länge von 15 m angeschlossen.
- Spitzenamplitude
- Ladungswert
- spezifische Energie
- höchste Anstiegszeit
- vollständige Wellenform mit 4 MHz
- Zeitstempel und Dauer
Ja, die Polarität wird gemessen. Dies wird durch das Minus- oder Pluszeichen für die Spitzenamplitude angezeigt und ist auch an der Wellenform zu erkennen.
Dazu gibt es 3 Möglichkeiten:
- Modbus-TCP-Kommunikation, über die alle Daten an das lokale SCADA-System der Windkraftanlage gesendet werden.
- Ethernet-Verbindung (MQTT-Protokoll) und dann über einen Router ins Internet
- Über ein eingebautes LTE-Modem (MQTT-Protokoll), wenn der Windpark durch ein Mobilfunknetz abgedeckt ist.
Ja, das ist mit der Basisversion möglich. Diese beinhaltet die Flügelraddetektoren und den Datenlogger. Die Vollversion mit einer zusätzlichen Rogowski-Spule ermöglicht eine genaue Messung des gesamten Ereignisses. Das System kann jederzeit von der Basis- auf die Vollversion erweitert werden.
Nein, das System kann auch ohne Rotorblattdetektoren arbeiten und der Anwender erhält trotzdem Messwerte. Das Mess-System kann aber auch nur mit Rotorblattdetektoren und ohne Rogowski-Spule eingesetzt werden. In diesem Fall erhält man Informationen darüber, welches Blatt getroffen wurde, den Zeitstempel und zwei Schwellwerte für den Spitzenstrom: das Ereignis lag über 100 A und unter 5 kA oder das Ereignis lag über 5 kA.
Dazu hat man zwei Möglichkeiten:
- Ein Selbsttest, der zeigt, ob der Integrator der Rogowski-Spule ordnungsgemäß funktioniert.
- Eine manuell ausgelöste Messung, bei der die erhaltenen Werte zeigen, ob das System online ist und Ereignisse erfassen kann.
Aufwärtsblitze sind die Hauptursache für Materialausschmelzung. Je häufiger eine Komponente, zum Beispiel ein Rotorblatt-Rezeptor von einem Aufwärtsblitz getroffen wird, umso mehr Material wird nach und nach abgetragen. Der Schaden weitet sich also schleichend und oft unbemerkt aus. Das kann langfristig zu teuren Anlagenausfällen führen.
Das System wurde für den Einbau sowohl in neue als auch in ältere Windenergieanlagen konzipiert.
Ja, denn das System erfasst Blitzereignisse in einem sehr weiten Bereich und mit einer Genauigkeit von +/-5 % des gemessenen Werts.
Nein, aber sie empfiehlt solche Systeme, damit die Betreiber zuverlässige Informationen über ein Blitzereignis erhalten. Diese Informationen können unter anderem für die Wartungsplanung genutzt werden.
Ein Blitzstrom-Messsystem sollte in der Lage sein, einleitende Langzeitströme zu messen, die nicht durch die Spitzenamplitude, sondern durch den Ladungswert charakterisiert sind. Das bedeutet, dass auch Ladungswerte erfasst werden sollten.
Ja. Auch wenn das Blitzereignis nur einen geringen Strom von wenigen 100 A aufweist, kann der Ladungswert aufgrund der langen Zeitdauer trotzdem entsprechend hoch sein. Die Ladung führt zu Ausschmelzungen an Rezeptoren. Darüber hinaus können kleine Ströme von nur einigen 10 kA negative Auswirkungen auf die Kohlefaserteile im Inneren des Blatts haben, wenn die Steilheit (Anstiegszeit) eines solchen Ereignisses sehr hoch ist.
Moderne Windenergieanlagen weisen Gesamthöhen von bis zu 200 Meter auf. Damit triggern sie Aufwärtsblitze, häufig reine ICConly. Langzeitströme weisen einen niedrigen Stromwert auf, jedoch über einen sehr langen Zeitraum. Dadurch kommt es bei dieser Form von Blitzereignis häufig zu schwerwiegenden Schäden.
Grund hierfür ist der hohe Ladungsgehalt. Er ist die Hauptursache für Materialausschmelzung und den Abtrag von Material am Lichtbogen-Fußpunkt. Je häufiger eine Komponente, zum Beispiel ein Rotorblatt-Rezeptor, von einem Aufwärtsblitz getroffen wird, umso mehr Material wird nach und nach abgetragen. Der Schaden weitet sich also oft unbemerkt aus und kann langfristig zu teuren Anlagenausfällen führen.
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