Unempfindlich gegen Blitzschlag und genauer als Sensoren an der Gondel: Mit Sensoren, die auf der Technologie der Faser-Bragg-Gitter basieren, lässt sich die Eisbildung direkt an den Rotorspitzen von Windkraftanlagen erkennen.
Der Autor: Lars Hoffmann, kaufmännischer Geschäftsführer, Fos4x, München
Ein innovatives Eiserkennungssystem für Windkraftanlagen bietet die Fos4X GmbH aus München: Die verwendeten, nur 3 mm langen Sensoren basieren auf faseroptischer Messtechnik und bieten im Vergleich zu traditionellen Lösungen einige Vorteile. So ist die Erkennung von Eisbildung direkt an der Rotorspitze wesentlich genauer als bei Sensoren auf der Gondel. Im Gegensatz zu elektrischen und metallischen Sensoren sind sie zudem unempfindlich gegen Blitzschlag.
Die Sensoren basieren auf der Technologie der Faser-Bragg-Gitter. Das sind Lichtwellenleiter mit eingeschriebenen optischen Interferenzfiltern. Die Sensoren registrieren Temperatur und Dehnung anhand der sich ändernden reflektierten Wellenlänge. Die Lichtsignalleiter mit einem oder mehreren 3 mm langen Sensoren lassen sich sehr gut in die bei Windkraftanlagen eingesetzten Faserverbundstoffe integrieren. Das Eiserkennungssystem kann so von WKA- und Rotorherstellern ab Werk eingebaut werden, lässt sich aber auch aufkleben und so nachrüsten.
Durch die exponierte Sensorposition und die daraus resultierend hohen gemessenen Amplituden wird innerhalb sehr kurzer Zeit zuverlässig Eisansatz detektiert. Selbst Blitzeis erkennt der Sensor schnell und verlässlich.
Große Genauigkeit, kürzere Stillstandzeiten
„Eiserkennung ist eine unverzichtbare Sicherheitseinrichtung an Windkraftwerken, um Unwucht am Rotor und Gefährdungen durch Eiswurf auszuschließen“, sagt Stefan Eichhorn, Leiter Vertrieb und Marketing bei der Fos4X GmbH. „Zugleich wollen Betreiber ihre Anlagen nicht länger abstellen als unbedingt notwendig. Unsere faseroptischen Sensoren bieten eine große Genauigkeit und erlauben dadurch kürzere Stillstandzeiten.“ Die Messung an der Rotorblattspitze verringere das Risiko von Messfehlern und damit von verspäteten oder verfrühten Abschaltungen. Betreiber könnten durch Nachfrage beim Hersteller einfach in Erfahrung bringen, ob die Eiserkennungssysteme des Münchner Unternehmens bereits vom Hersteller verbaut werden oder wie diese nachgerüstet werden können.
Die faseroptischen Messsysteme ersetzen elektrische Dehnungsmessstreifen. Die Sensoren haben laut Herstellerangaben im Vergleich eine etwa zehnmal höhere Messamplitude und können mehr als 100 Millionen Lastzyklen erfassen – das sind etwa tausendmal mehr Zyklen als bei konventionellen Sensoren. Das in der Glasfaser übertragene Lichtsignal wird nicht von elektromagnetischen Feldern beeinflusst. Daher zeigen sich die Sensoren unempfindlich gegen Blitzschlag: Glasfasern und Sensoren leiten keinen Strom und die Gehäuse sind galvanisch getrennt.
WindEnergy, Halle B3.EG, Stand 201
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