Verbesserte Vorhersage von elektrischen Windturbinenfehlern
Wind ist eine der kommerziell attraktiven Quellen erneuerbarer Energie, die den Strombedarf decken helfen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren werden. Die Technologie ist gut etabliert und besitzt seit 1990 eine jährliche Wachstumsrate von mehr als 26%. Allerdings will die EU in den kommenden 2 Jahrzehnten 20% des Strombedarfs mit Windenergie decken, was weitere Verbesserungen erfordert, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken. Durch die Reduzierung der Systemausfälle können diese Herausforderungen für heutige und zukünftige Windenergieanlagen bewältigt werden. EU-finanzierte Wissenschaftler und Ingenieure entwickelten daher ein intelligentes Sensornetzwerke für erweiterte Diagnose und vorbeugende Wartung von elektrischen Systemen. Dies wurde im Rahmen des Projekts WIND TURBARS (On-line intelligent diagnostics and predictive maintenance sensor system integrated within the wind turbine bus-bar structure to aid dynamic maintenance scheduling) erreicht. Das Konsortium hat erfolgreich ein Modell der elektrischen Komponenten einer Windturbine, der aktiven Gleichrichter, Umrichter und Ausgangsfilter entwickelt. Aus der Datenmodellierung des normalen Betriebs entstand ein Ausgangspunkt für die Bewertung der Störungsinitiierung und Simulation von zentralen elektrischen Fehlern, die durch eine gründliche Literaturrecherche identifiziert wurden. Die Projektpartner beurteilten auch eine Reihe von mathematischen Modellen und deren Eignung, um Abnutzungserscheinungen und Fehler zu identifizieren. Es wurde gezeigt, dass der Abnutzung bereits Wochen oder Monate im Voraus nachgewiesen werden kann, bevor eine tatsächliche Störung auftritt. Darüber hinaus wurden Modelle und Simulationen verwendet, um mögliche Sensoren zu identifizieren und die Ausgangskomponenten auszuwählen. Die Technologie von WIND TURBARS wird es Windkraftanlagenbetreibern ermöglichen, die Störungszeiten von Windkraftanlagen und damit den Verlust von Einnahmen bei der Stromproduktion zu reduzieren. Sie wird es den Betreibern auch ermöglichen, ihre operativen Ausgaben für Reparaturen zu minimieren, indem sie Komponenten austauschen, die bereits früh versagen, und vorbeugende Wartungsarbeiten durchführen. Indem elektrische Störungen von Windturbinen angegangen werden bevor sie den Betrieb beeinflussen soll WIND TURBARS die Entwicklung von Offshore-Parks in erheblichem Maß beeinflussen, da diese mit extremen Schwierigkeiten bei Inspektion und Reparatur zu kämpfen haben. Ebenso wichtig sind die Vorteile für die Märkte an Land und die Nachrüstmärkte. Insgesamt soll das Projekt einen wesentlichen Beitrag zu den erneuerbaren Energiezielen der EU leisten, indem die Energiesicherheit durch eine nachhaltige und umweltfreundliche Windkraft erhöht wird.
Schlüsselbegriffe
Windturbine, Ausfallzeiten, intelligentes Sensornetzwerk, Elektrik, WIND TURBARS, Diagnostik, mathematische Modelle
