Das Azimut-System dreht bei Windrichtungsänderung den Anlagenrotor der Windenergieanlage optimal in den Wind. Für diese horizontale Ausrichtung und das Arretieren des Maschinenhauses werden neben den elektrischen Antrieben typischerweise auch hydraulische Bremssysteme genutzt. Durch die permanente Nutzung des Bremsaggregats bei der aktiven Windnachführung entsteht ein ständiger Verschleiß im Azimut-System und daraus folgend ein hoher Wartungsaufwand. Verschleißärmer und effizienter ist die Nutzung der vorhandenen elektrischen Antriebssysteme zum Aufbau des erforderlichen Gegenmoments und zum Verspannen der Mechanik.
Traditionelle Antriebsysteme basieren oft noch auf netzbetriebenen Asynchronmotoren ohne Sanftanlauf, da diese relativ kostengünstig sind. Um dennoch ein sicheres Anlaufmoment in weichen Versorgungsnetzen zu erreichen, werden der Motor und die vorgelagerten Versorgungselemente oft stark überdimensioniert. Moderne Windkraftanlagen bieten jedoch immer weniger Platz für Schaltschränke; vor allem in der Gondel müssen zusätzliches Gewicht und Volumen vermieden werden. Diese Anforderungen erfüllt das Antriebssystem AMP8000 mit dezentraler, im Motor integrierter Servofunktionalität optimal. Je nach Anlagengröße und Lastenbedarf können Anzahl und Leistung der Motoren für die zuverlässige Auslegung der Antriebs- und Bremsmomente angepasst werden. Im Vergleich zu traditionellen Lösungen bietet das Servo-Antriebssystem, basierend auf den AMP-Modulen von Beckhoff, mehr Effizienz und die Sicherheit ausreichender Losbrechmomente auch bei Spannungseinbrüchen.
Aufgrund der verschleißbehafteten Betriebsbremse wird die Windnachführung in vielen Anlagen nur sehr reserviert betrieben. Mit dem neuen Ansatz, in dem die dynamischen Bremsleistungen ohne Mitwirken des hydraulischen Bremssystems erreicht werden, lässt sich an vielen Windparkstandorten ein höherer Energieertrag erreichen.
Die Vorteile auf einen Blick:
- erhöhter Energieertrag durch dynamischere Windnachführung
- Kostenreduktion durch geringeren Wartungsaufwand
- AMP-Module reduzieren Einbaubauraum und Gewicht in der Gondel
- Minimierung der Kabel- und Montagekosten
- optionale Sicherheitsfunktionen, z. B. zur Systemwartung
- integrierte Zustandsüberwachung und Remote-Diagnose
Beckhoff Produkt-Highlights für das Azimut-System
Antriebssystem AMP8000 mit integrierter Servofunktionalität optimiert den Windertrag
Das modulare Servoantriebssystem AMP8000 ist für die direkte Montage in der Gondel qualifiziert. Durch die Verlagerung der Antriebselektronik in den Servomotor lässt sich der Platzbedarf für das Azimut-System im Maschinenhaus deutlich reduzieren. Über ein Versorgungsmodul arbeiten bis zu fünf Antriebe effizient in einem Zwischenkreisverbund zusammen. Die Servoantriebe beinhalten sämtliche Sensorik für die kaskadierte Positionsregelung und eine wartungsfreie Permanentmagnet-Haltebremse. Das absolute Feedbacksystem, die Haltebremse und die Leistungselektronik sind über Hybridkabel (Einkabellösung OCT) angebunden. Dies spart Material, Platz und Montageaufwand.
Des Weiteren umfassen die AMP8000-Antriebe eine TwinSAFE-Logik zur Konfiguration von antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen. Die Funktionen STO/SS1 sind standardmäßig verfügbar. Für die Anbindung von sicheren und rein funktionalen I/Os in IP65 stellt das AMP-Versorgungsmodul EtherCAT P-Schnittstellen bereit. Es sind keine weiteren externen Komponenten wie 24-V-Netzteile erforderlich. Das Azimut-System lässt sich auf Basis von AMP8000 modular und wirtschaftlich ohne Schaltschränke in die Gondel integrieren.
Applikationsberichte und Broschüren
02.09.2024 | ApplikationsberichtSchnelle Steuerungstechnik gleicht Rotorblattbewegungen durch Windlast zuverlässig aus
Hvide Sande und Seasight Solutions, DänemarkDie Branche spricht, so das dänische Unternehmen Seasight Solutions, von einem „Game Changer“ bei der Montage von Windenergieanlagen: Mit mannshohen Propellern werden Windlasten ausgeglichen und die Rotorblätter exakt auf Position zur Nabe gehalten. So können auch an stürmischen Tagen die gewaltigen Komponenten ohne Zugseile sicher und schnell montiert werden. Erforderlich ist dafür ein ausgefeiltes Regelungskonzept und echtzeitfähige Automatisierungstechnik, in diesem Fall PC-based Control von Beckhoff.
08.07.2024 | ApplikationsberichtHohe Leistung effizient über weite Strecken übertragen
MathWorks und Siemens Energy, DeutschlandSei es von Offshore-Windenergieanlagen auf hoher See zum Festland, von den Windenergieanlagen in Norddeutschland zu den Industriestandorten im Süden der Bundesrepublik oder von Wasserkraftwerken in Skandinavien nach Zentral-Europa: Zum Übertragen großer Energiemengen über weite Distanzen wird die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung eingesetzt. Bei seiner entsprechenden Lösung setzt Siemens Energy auf MATLAB® und Simulink® von MathWorks und auf PC-based Control von Beckhoff.
27.03.2023 | ApplikationsberichtPräzise gesteuerte Stresstests steigern die Verfügbarkeit
IALB, DeutschlandEs sind entscheidende Fragen für die deutsche Energiewirtschaft: Wie sieht es mit der Lebensdauer der Leistungselektronik in Windenergieanlagen aus? Welche Umwelt- und Lastbedingungen spielen eine Rolle? Diesen Fragen gehen die Wissenschaftler am Institut IALB der Universität Bremen in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) auf den Grund. Die Datenbasis dafür wird auf einem gigantischen Prüfstand ermittelt, automatisiert mit PC-based Control von Beckhoff.
24.10.2022 | ApplikationsberichtPrüfstand für die nächste Generation Rotorblätter
Blaest, DänemarkDie kommende Generation Windräder hat Rotorblätter von 100 m Länge und mehr – bislang zu groß für die vorhandenen Prüfstände von Blaest A/S im dänischen Aalborg. Mit dem Bau einer neuen Testhalle wurde auch das Steuerungs- und Testequipment komplett neu gedacht: EtherCAT P und eine individuell entwickelte Messverstärker-Box ersetzen nun Hunderte Leitungen und erhöhen durch die Digitalisierung nah an der Messstelle die Genauigkeit. Mit PC-based Control ist Blaest nun für die Zukunft gerüstet.
07.10.2022 | Kundenmagazin PC ControlWind Compendium 2022
Das Wind-Kompendium 2022, eine englischsprachige Sonderausgabe unseres Kundenmagazins PC Control, ist eine Sammlung ausgewählter Applikationsberichte über Windkraft, die mit Beckhoff-Technologie realisiert wurden. Die vielfältigen Anwendungen mit unterschiedlichem Komplexitätsgrad geben Ihnen einen Eindruck davon, wie vielseitig die Lösungen sind, die sich mit der offenen und durchgängigen PC- und Ethernet-basierten Steuerungstechnik von Beckhoff realisieren lassen und welche Vorteile sie bietet.
