Willkommen beim Whitepaper Blattheizung. Sie sind dabei, sich auf eine spannende Reise zu begeben, um die Leistung Ihrer Windturbine zu verbessern.
Einige der attraktivsten Windressourcen der Welt befinden sich in Regionen mit kaltem Klima (so genannte Cold Climates). Diese Regionen sind einerseits dünn besiedelt und haben günstige Windverhältnisse, aber andererseits setzen kalte Klimabedingungen mit Temperaturen von bis zu -35°C die Windturbinen vor enorme Herausforderungen bei Betrieb und Wartung.
Was werden Sie in diesem Whitepaper erfahren?
In diesem Whitepaper erfahren Sie, warum Blattheizungen benötigt werden, wie sich die verschiedenen Lösungen für die Rotorblattheizung unterscheiden und wie wichtig eine geeignete Steuerungsstrategie ist. Eines ist sicher: Präzise Eiserkennung und optimierte Blattheizung bedeuten mehr Ertrag für Ihre Windenergieanlage. Wie genau Sie das mit Ihrer Windenergieanlage erreichen können, zeigen wir Ihnen in unserem Whitepaper. Dazu fassen wir alle notwendigen Informationen zusammen, damit Sie sich ein klares Bild machen können.
Füllen Sie das Formular aus und prüfen Sie anschließend Ihren Posteingang. Sie müssen Ihre E-Mail-Adresse bestätigen, um unser kostenloses Whitepaper über Blattheizung zu erhalten.
Wir werden Ihre persönlichen Daten stets vertraulich behandeln.
Wir bitten Sie um Ihre Informationen im Austausch für eine wertvolle Ressource, um Ihr Surferlebnis zu verbessern, indem wir die eologix-Website auf Ihre Bedürfnisse abstimmen, um Ihnen Informationen per E-Mail oder auf anderem Wege zukommen zu lassen, von denen wir glauben, dass sie für Sie von Interesse sein könnten, und um Ihnen Marketing-Mitteilungen zukommen zu lassen, von denen wir glauben, dass sie für Sie von Nutzen sein könnten. Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserer Datenschutzrichtlinie.
© eologix sensor technology gmbh 2023
Willkommen beim Whitepaper zur Eisdetektion. Sie sind dabei, sich auf eine spannende Reise zu begeben, um die Leistung Ihrer Windturbine zu verbessern.
Eisbildung auf Windkraftanlagen hat einen relevanten Einfluss auf die Betriebsführung in der kalten Jahreszeit. Neben Ertragseinbußen aufgrund veränderter aerodynamischer Eigenschaften ist die Sicherheit der Anlage und ihrer Umgebung ein zentrales Thema.
Was werden Sie in diesem Whitepaper lesen?
In diesem Whitepaper erfahren Sie, warum eine präzise Eisdetektion wichtig ist, wie sich die verschiedenen Lösungen zur Eisdetektion unterscheiden und welche Vorteile der Einsatz eines Eisdetektionssystems mit sich bringt. Eines ist sicher: Präzise Eisdetektion und Temperaturmessung bedeuten mehr Ertrag für Ihre Windenergieanlage. In unserem Whitepaper zeigen wir Ihnen genau, wie Sie dies mit Ihrer Windenergieanlage erreichen können. Dazu fassen wir die Ergebnisse einiger relevanter Studien zusammen, damit Sie sich ein klares Bild machen können.
Ja, absolut. Denn auch bei nur wenigen Vereisungsereignissen kann eine sicherheitsrelevante Vereisung auftreten.
Füllen Sie das Formular aus und prüfen Sie anschließend Ihren Posteingang. Sie müssen Ihre E-Mail-Adresse bestätigen, um unser kostenloses Whitepaper über Eisdetektion zu erhalten.
Wir werden Ihre persönlichen Daten stets vertraulich behandeln.
Wir bitten Sie um Ihre Informationen im Austausch für eine wertvolle Ressource, um Ihr Surferlebnis zu verbessern, indem wir die eologix-Website auf Ihre Bedürfnisse abstimmen, um Ihnen Informationen per E-Mail oder auf anderem Wege zukommen zu lassen, von denen wir glauben, dass sie für Sie von Interesse sein könnten, und um Ihnen Marketing-Mitteilungen zukommen zu lassen, von denen wir glauben, dass sie für Sie von Nutzen sein könnten. Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserer Datenschutzrichtlinie.
© eologix sensor technology gmbh 2022
Eisbildung an Windenergieanlagen hat in der kalten Jahreszeit relevanten Einfluss auf die Betriebsführung. Neben reduziertem Ertrag durch veränderte aerodynamische Eigenschaften ist insbesondere die Sicherheit der Anlage und ihrer Umgebung zentrales Thema.
In diesem Whitepaper erfahren Sie, warum exakte Eisdetektion relevant ist, welche unterschiedlichen Lösungen es zur Eisdetektion gibt und wie sich diese unterscheiden, sowie den Nutzen für Ihre Windenergieanlage bei Verwendung eines Eisdetektionssystems.
Eines vorweg: Exakte Eisdetektion und Temperaturmessung bedeutet mehr Ertrag für Ihre Windenergieanlage.
Wie genau Sie das auch mit Ihrer Anlage erreichen können zeigen wir Ihnen in unserem Whitepaper auf. Hierzu zeigen wir Ihnen Ergebnisse von einigen relevanten Studien auf, so dass Sie sich ein klares Bild machen können.
Überzeugen Sie sich selbst.
Laden Sie sich das kostenlose Whitepaper (21 Seiten) ganz einfach herunter.
… wir zeigen die Probleme auf, die durch Vereisung entstehen und erklären die Notwendigkeit eines Eiserkennungssystems
… wir geben einen Überblick der Systeme am Markt und zeigen auf, in welcher Weise sich die einzelnen Systeme unterscheiden
.. erfahren Sie, wie Sie den Ertrag Ihrer Windenergieanlage durch die Verwendung eines modernen Eiserkennungssystems steigern können und welche weiteren Nutzen Sie daraus ziehen können
Ausfüllen und kostenloses Whitepaper zum Thema Eisdetektion sichern.
Fehlstellungen des Rotorblattes können Unwuchten zur Folge haben, mit beträchtlichen Auswirkungen auf die Performance Ihrer Windenergieanlage. Die kontinuierliche Messung der Pitchwinkel mit dem On Blade-Sensorsystem ermöglicht Ihnen die
Unser System zur Pitchwinkelmessung ist
„Fast 80% aller WEA weisen eine unzulässige Rotorunwucht und/oder Pitchwinkelfehler auf.“
(WiD Whitepaper Auswuchten von WEA-Rotoren Whitepaper Auswuchtenvon WEA-Rotoren: Wirtschaftliche Vorteile und technische Umsetzung Von Dr. Christoph Heilmann, Anke Grunwald, Michael Melsheimer, Berlinwind GmbH)
Drahtlose und flexible intelligente Sensoren werden durch Sonnenenergie nahezu unbegrenzt mit Energie versorgt. Jeder Sensor misst die Beschleunigungen, die an diesen Sensoren im Betrieb der Windenergieanlage auftreten. Aus diesen Beschleunigungen können wir auf die Drehgeschwindigkeit des Rotors und die Ausrichtung seiner Blätter zueinander schließen.
Durch die einzigartige, patentierte Bauform (flexibel, weniger als 2 mm dick) können die Sensoren an beinahe jeder Stelle des Rotorblattes, aber auch an anderen Strukturen, wie z.B. Gondel oder Turm, montiert werden. Die Anbringung erfolgt mittels selbstklebender Erosionsschutzfolie.
Die Basisstation (ein Gerät pro Anlage) empfängt die Datenpakete, die die Sensoren per Funk aussenden. Sie wird typischerweise als Komponente in der Gondel verbaut, kann aber auch im Spinner, im Turmfuß oder am Boden montiert werden.
In unserem Online-Dashboard können sowohl die Livedaten, als auch historische Daten eingesehen und exportiert werden.
Im Gegensatz zu bodenbasierten Systemen erkennt das On Blade-System relative Pitchwinkelfehler durch kontinuierliches Monitoring bereits frühzeitig und liefert eine automatische Warnmeldung. Das On Blade-System ist unabhängig vom Standort (auch im Wald, Offshore etc.) sowie an jeder Windenergieanlage einsetzbar und bietet Ihnen auch die Möglichkeit einer Korrelation mit den Anlagendaten (u. a. Auswertung Pitch über die Rotordrehzahl).
On Blade-Pitchwinkelmessung:
TECHNOLOGIE | 7 MIN ZUM LESEN
Mehr über die Unterschiede zwischen den rotorblattbasierten Eisdetektionssystemen finden Sie in unserem Whitepaper: Optimieren Sie Ihre Anlage mit Hilfe von Eisdetektion
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Eiserkennungssysteme unterstützen, um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen.
Ein effizienter Betrieb von Windenergieanlagen unter Vereisungsbedingungen erfordert eine genaue Erkennung der Vereisung, sowohl in Bezug auf den Zeitpunkt als auch auf den Schweregrad der Vereisung. Die vier im Zuge des Projektes getesteten Eiserkennungssysteme (IDS) unterscheiden sich hinsichtlich der Art wie Eis am Rotorblatt gemessen wird.
eologix – www.eologix.com
eologix bietet (nachrüstbare) Sensorsysteme zur frühzeitigen und exakten Eiserkennung auf Basis der elektrischen Impedanz direkt auf der Rotorblattoberfläche. Die Sensoren sind kabellos, flexibel, intelligent und energieautark und werden direkt auf der Oberfläche der Rotorblätter installiert.
Polytech (ehemals fos4x) – www.polytech.com
Das System misst und lernt die Eigenfrequenz der Rotorblätter unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Sobald sich Eis auf den Rotorblättern bildet, ändert sich das Schwingungsverhalten der Rotorblätter. Durch dese Veränderung wird Eis auf den Rotorblättern detektiert (misst Eis mit einer Messgenauigkeit von weniger als 9mm oder weniger als 10kg pro Rotorblatt).
Weidmüller – www.weidmueller.de
BLADEcontrol® misst den Grad der Vereisung direkt an den Rotorblättern und basiert auf einem einfachen physikalischen Prinzip: Der Eisansatz verändert durch sein zusätzliches Gewicht das Eigenschwingungsverhalten des Rotorblatts, wodurch sich die Schwingungsfrequenz verringert. Durch hochsensible Sensorik und spezielle Auswertungsverfahren erreicht das System eine Messauflösung der Eisdicke im Millimeterbereich.
Wölfel – www.woelfel.de
IDD.Blade misst mittels Sensoren in den Rotorblättern das Schwingungsverhalten. Wenn sich durch Eisansatz die Masse eines Rotorblatts verändert, verändert sich auch das Schwingverhalten. Somit geben die Schwingungen Auskunft über den aktuellen Vereisungsgrad.
Mehr Unterschiede zwischen den einzelnen rotorblattbasierten Eiserkennungssystemen lesen Sie in unserem Whitepaper Eisdetektion.
Nach vier Wintern konnte ein Datensatz von rund 5700 Betriebsstunden (gleichzeitiger Betrieb aller vier Systeme) der WEA gesammelt werden, mit ca. 2500 Stunden Vereisung (nur Reif-Eis). Als Referenz dienten mehrere Kameras. Dieser einzigartige Datensatz ermöglicht einen detaillierten Vergleich der vier blattbasierten IDS.
Die Analyse der Vereisungsereignisse zeigte, dass zwischen allen vier IDS und den Kamera-Bildern eine gute Übereinstimmung hinsichtlich des Zeitpunkts der Vereisungsereignisse besteht. Die Anzahl der Vereisungsfälle bei den drei vibrationsbasierten IDS ist sehr ähnlich. Es konnten jedoch Unterschiede in der Gesamtdauer der Turbinenstopps aufgrund unterschiedlicher Empfindlichkeit der Systeme festgestellt werden. Beim System von eologix kam es dabei zu deutlich weniger und kürzeren Stillstandszeiten.
In der nachfolgenden Abbildung ist ein Beispiel eines Eisevents aus dieser Studie dargestellt. Wie man in der Abbildung erkennen kann detektiert das eologix Sensorsystem als erstes Eis (türkis – zeigt die eologix Sensoren), wohingegen die vibrationsbasierten Eiserkennungssysteme (IDS1,IDS2 und IDS3) erst wesentlich später Eis detektieren (in rot ersichtlich).
Das eologix System ist das letzte System, dass die Anlage abstellt, da es zwischen sicherheitsrelevanter Vereisung und nicht sicherheitsrelevanter Vereisung unterscheiden kann. (oben in der eologix Zeile in rot ersichtlich | im Vergleich zu IDS1, IDS2 und IDS3).
Beispiel eines Eisevents (VGB research project 401; Auszug präsentiert bei der Winterwind 2021) – (Referenz: Comparison of four blade-based ice detection systems installed on the same turbine, Paul Froidevaux, Meteotest AG, Winterwind 2021, April 20, 2021)
„[…] most sensitive ice detection status from all four systems.“
(Zitat über das eologix System – Meteotest (2021), Comparison of four detection systems of rotor icing installed on the same turbine, VGB Research Foundation, project 401)
Hinsichtlich des eologix Systems wurden die folgenden Punkte als Ergebnisse angemerkt und zusammengefasst:
Weiters wurde angemerkt, dass die drei vibrationsbasierten Systeme im Gegensatz zum eologix System bei geringen Windgeschwindigkeiten oder im Falle eines Trudelbetriebs keine Vereisung erkennen konnten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Viele Windenergieanlagen haben mit aerodynamisch bedingten und/oder massenbedingten Unwuchten zu kämpfen. Die daraus resultierende Gesamtunwucht führt in der Regel zu erhöhten Bauteilschwingungen und kann auf Dauer erhebliche Folgeschäden und hohe Kosten verursachen. Um eine resultierende Gesamtunwucht effektiv zu reduzieren, ist es notwendig, zunächst die aerodynamische Unwucht zu ermitteln und zu verringern. Ein erster und wichtiger Schritt dazu ist es, die relativen Pitchwinkel-Abweichungen zwischen den Blättern während des Betriebs zu erfassen und daraus konkrete Korrekturanweisungen zu erhalten.
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen erfordert es eine genaue Detektion von Vereisung.
Raureif, Raueis und Klareis enstehem bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt und werden gesammelt als „Nebelfrostablagerungen“ bezeichnet. Diese Nebelfrostablagerungen kennzeichen sich unter anderem wie folgt…
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
UNTERNEHMEN | 6 MIN ZUM LESEN
Jahresrückblick 2021: Lesen Sie unsere Highlights aus dem Jahr 2021
Lesen Sie nachfolgend einen Ausschnitt aus unserem Jahresrückblick 2021.
eologix hat einen Großauftrag für die Ausstattung eines Windparks im skandinavischen Raum erhalten. Wir statten einen Windpark mit mehr als 130 Anlagen mit unserem innovativen Sensorsystem „Made in Styria“ aus. „Dieser Auftrag als einzelner Posten und in dieser Höhe ist außergewöhnlich für uns. Wir erreichen heuer auch den größten Auftragseingang der bisherigen Firmengeschichte. Darauf sind wir richtig stolz.“, bekräftigt Thomas Schlegl.
„Wir erreichen 2021 auch den größten Auftragseingang. Darauf sind wir stolz.“
(Thomas Schlegl, CEO eologix sensor technology gmbh)
Bei der diesjährigen HUSUM Wind wurde unsere neue Applikation für kontinuierliche Pitchwinkelmessung präsentiert. Im Gegensatz zu bodenbasierten Systemen erkennt das eologix:align System etwaige
Pitchwinkelfehler durch ein kontinuierliches Monitoring frühzeitig.
„Fast 80% aller WEA weisen eine unzulässige Rotorunwucht und/oder Pitchwinkelfehler auf.“
(WiD Whitepaper Auswuchten von WEA-Rotoren Whitepaper Auswuchtenvon WEA-Rotoren: Wirtschaftliche Vorteile und technische Umsetzung Von Dr. Christoph Heilmann, Anke Grunwald, Michael Melsheimer, Berlinwind GmbH)
Dass es sich rentiert die relativen Blattwinkel einer WEA kontinuierlich zu messen, ist klar – einerseits sind die Auswirkungen bei Fehlstellungen vielfältig und reichen von Ertragsverlusten bis hin zu Schäden, andererseits treten Unwuchten nicht nur nach Blattschäden und Blatttausch auf.
eologix:align bietet Betreibern von WEA neben den relativen Pitchwinkel, auch die Möglichkeit eben genau diese Daten mit den Anlagendaten zu korrelieren. So ist es nicht nur möglich Pitchwinkelfehler frühzeitig zu erkennen, sondern auch etwaige Fehler in unterschiedlichen Pitchstrategien zu erkennen.
Das innovative Sensorsystem arbeitet vollautomatisch, ist auf jeder WEA einsetzbar und misst auch im Volllastbetrieb. Durch automatische Warnmeldungen im Falle von Abweichungen schützt es Ihre Anlagen und vermeidet so Ertragseinbußen und Schäden – für eine optimale Anlageneffizienz.
„[…] mit dem Monitoringvon Pitchwinkelfehlern & aerodynamischer Unwuchten 13% dernBetriebskosten sparen.“
(Heiko Voß, Geschäftsführer Reprojekt GmbH)
Das System ist ähnlich wie unser Eisdetektionssystem aufgebaut und besteht aus einem Sensorpaket und einer Basisstation pro WEA.
Die vielfältigen Auwirkungen von Pitchwinkelfehlstellungen, wie:
Ein effizienter Betrieb von WEA unter Vereisungsbedingungen erfordert eine genaue Detektion der Vereisung. Im Zuge eines VGB Projekts (VGB Research project 401, Comparison of four blade-based ice detection installed on the same turbine) wurde ein umfassender Feldtest von 2016-2020 durchgeführt, mit dem Ziel alle vier am Markt etablierten Eiserkennungssysteme (IDS) von fos4x (now Polytech), Wölfel, Weidmüller und eologix auf derselben Vestas V-90 zu installieren und über viele Vereisungsereignisse hinweg zu vergleichen (keines der vier IDS steuerte die WEA während des Feldtests). Aus der Messkampagne konnte ein Datensatz von rund 5700 Betriebsstunden (unter Winterbedingungen) der WEA gesammelt werden, mit ca. 2500 Stunden Vereisung (nur Reif-Eis). Als Referenz dienten mehrere Kameras.
„[…] most sensitive ice detection status from all four systems.“
(Zitat über das eologix System (aus dem VGB Report))
Die Analyse der Vereisungsereignisse zeigte, dass zwischen allen vier IDS und den Kamera-Bildern eine gute Übereinstimmung hinsichtlich des Zeitpunkts der Vereisungsereignisse besteht.
Hinsichtlich unseres Eiserkennungssystems wurden die folgenden Punkte als Ergebnisse angemerkt: eologix ist das erste System das eine Vereisung am Rotorblatt detektiert, weiters ist unser System jenes, das die kürzesten Stillstandszeiten erfordert (wenn die WEA gemäß den Systemzertifizierungen stoppt) und zu guter Letzt hat das eologix-System in den drei Wintersaisonen die WEA rund 2,5-mal kürzer angehalten als die drei anderen IDS.
100% Verfügbarkeit der Eisdetektion währen der Produktionsstunden von eologix
Weiters wurde angemerkt, dass die drei vibrationsbasierten Systeme im Gegensatz zum eologix System bei geringen Windgeschwindigkeiten oder im Falle eines Trudelbetriebs keine Vereisung erkennen
konnten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Viele Windenergieanlagen haben mit aerodynamisch bedingten und/oder massenbedingten Unwuchten zu kämpfen. Die daraus resultierende Gesamtunwucht führt in der Regel zu erhöhten Bauteilschwingungen und kann auf Dauer erhebliche Folgeschäden und hohe Kosten verursachen. Um eine resultierende Gesamtunwucht effektiv zu reduzieren, ist es notwendig, zunächst die aerodynamische Unwucht zu ermitteln und zu verringern. Ein erster und wichtiger Schritt dazu ist es, die relativen Pitchwinkel-Abweichungen zwischen den Blättern während des Betriebs zu erfassen und daraus konkrete Korrekturanweisungen zu erhalten.
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen erfordert es eine genaue Detektion von Vereisung.
Raureif, Raueis und Klareis enstehem bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt und werden gesammelt als „Nebelfrostablagerungen“ bezeichnet. Diese Nebelfrostablagerungen kennzeichen sich unter anderem wie folgt…
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
TECHNOLOGIE | 6 MIN ZUM LESEN
Wie die Vereisung entsteht und welche Phasen der Vereisung es gibt und auf was es konkret ankommt erfahren Sie in unserem Whitepaper: Optimieren Sie Ihre Anlage mit der Hilfe von Eisdetektion
Als Raureif bezeichnet man eine Form der Nebelfrostablagerung, meist dünne, an Gegenständen nur locker haftende und zerbrechliche, fast ausschließlich durch Sublimation entstehende Eisnadeln oder -schuppen. Voraussetzung für die Reifbildung sind hohe Luftfeuchte (um 90 % oder mehr), schwacher Wind und Temperaturwerte von im Allgemeinen unter minus 8 °C.
Raueis ist ein fester Niederschlag, welcher sich vor allem bei hohen Windgeschwindigkeiten und einer Lufttemperatur von typischerweise -2 bis -10 Grad Celcius bildet. Dieses Raueis formt sich aus unterkühlten Nebelwassertröpfchen und bildet sich an Oberflächen, typischerweise entgegen der Windrichtung. Die gebildete Eisschicht aus grauweiß-körnigen Partikeln hat ein schwammartiges Aussehen und ist im Vergleich zu solidem Klareis recht locker.
Raueis ist dadurch gekennzeichnet, dass es keine kristallinen Strukturen aufweist und eine große Zahl von Luftbläschen in sein Gefüge einschließt. Durch das teilweise Anschmelzen und Wiedergefrieren der Partikel verkleben diese miteinander unterschiedlich stark, je nach herrschenden Temperaturbedingungen.
Glatte, kompakte, durchsichtige und sehr fest anhaftende Eisablagerung unbestimmter Form und unregelmäßiger Oberfläche. Klareis entsteht bei Lufttemperaturwerten zwischen 0 und minus 3 °C durch langsames Anfrieren von unterkühlten Nebeltröpfchen an Gegenständen. Klareis kann zu extrem schweren Eislasten anwachsen.
Grundsätzlich können all diese drei verschiedenen Vereisungsarten, nämlich Raureif, Raueis und Klareis auch an Rotorblättern auftreten.
In tief gelegenen Ländern sind Raueisschichten in der Regel sehr dünn und leicht und stellen deshalb keinerlei Gefahr dar. In Höhenlagen werden Windenergieanlagen allerding durchaus innerhalb der Wolkendecke betrieben, so dass Raueisschichten sehr häufig sehr dicht, hart und start werden können und an der Anströmkante der Rotorblätter Stärken von 10cm und mehr aufweisen können. Solche Ablagerungen von Raueis stellen im Betrieb der Windenergieanlage eine Gefahr dar.
Stellt erst ab einer sehr hohen Dichte (mehrere cm) eine Sicherheitsgefahr dar. Aufgrund seiner geringen Dichte und großen Oberfläche löst er sich wie Schneefall von den Rotorblättern ab.
Aufgrund der sehr hohen Dichte und der möglichen Schichtstärke von mehreren Zentimetern stellen Eisablagerungen in Form von Klareis im Betrieb der Windenergieanlage eine Gefahr dar.
Heruntergefallene Eisbrocken von vereisten Rotorblättern wurde schon in mehr als 100 m Entfernung von Windenergieanlagen gefunden. Deshalb ist mit entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen gegen Eiswurf und Eisabfall Sorge zu tragen.
Eisansatz an Rotorblättern stellt ein potentielles Risiko für den Betrieb einer Windenergieanlage dar
eologix Sensoren im Einsatz im Klima-Windkanal an der FH Joanneum
Der beste Weg, gute Entscheidungen zu treffen, besteht darin, sie auf fundierte Kenntnisse zu stützen. Daher unterlaufen unsere Produkte vielfältige Tests bevor wir Sie am Markt einführen.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Viele Windenergieanlagen haben mit aerodynamisch bedingten und/oder massenbedingten Unwuchten zu kämpfen. Die daraus resultierende Gesamtunwucht führt in der Regel zu erhöhten Bauteilschwingungen und kann auf Dauer erhebliche Folgeschäden und hohe Kosten verursachen. Um eine resultierende Gesamtunwucht effektiv zu reduzieren, ist es notwendig, zunächst die aerodynamische Unwucht zu ermitteln und zu verringern. Ein erster und wichtiger Schritt dazu ist es, die relativen Pitchwinkel-Abweichungen zwischen den Blättern während des Betriebs zu erfassen und daraus konkrete Korrekturanweisungen zu erhalten.
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen erfordert es eine genaue Detektion von Vereisung.
Raureif, Raueis und Klareis enstehem bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt und werden gesammelt als „Nebelfrostablagerungen“ bezeichnet. Diese Nebelfrostablagerungen kennzeichen sich unter anderem wie folgt…
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
TECHNOLOGIE | 5 MIN ZUM LESEN
Whitepaper: Optimieren Sie Ihre Anlage mit der Hilfe von Eisdetektion
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
Unabhängig davon, ob eine Windenergieanlage neben einer Autobahn oder in den Bergen steht, wo Skifahrer und Wanderer vorbeikommen – es sollte immer sichergestellt sein, dass Servicepersonal und alle Passanten in jeder Betriebsart der Anlage sicher sind.
Der zuverlässige, sichere und nutzbringende Betrieb von Windenergieanlagen erfordert den Einsatz einer Reihe von Sicherheitseinrichtungen. Um die Sicherheit für das Servicepersonal und alle Passanten zu gewährleisten, ist es üblich, ein zuverlässiges Eiserkennungssystem in die Windkraftanlage zu integrieren. Damit ist es möglich, die Windenergieanlage bei sicherheitsrelevantem Eisansatz zu stoppen und nach Erkennung des „eisfreien“ Zustands automatisch wieder zu starten.
Es gibt viele Diskussionen über das Thema Eisbildung auf Windkraftanlagen, vor allem in der Nähe von Zivilisationsgebieten. Unter den richtigen atmosphärischen Bedingungen kann sich über einen gewissen Zeitraum Eis auf der Windenergieanlage bilden. Während die Ansammlung von Eis stark von den Wetterbedingungen abhängt, kann diese Ansammlung zu einem potenziellen Risiko führen, nämlich zu Eisfall und Eiswurf.
Bei der Planung des Betriebs von Windparks werden mögliche Auswirkungen derzeit gemildert durch:
Die geltenden Vorschriften und Richtlinien sind je nach Standort und Anlagentyp (abhängig von Nabenhöhe und Rotorblattdurchmesser) sehr unterschiedlich. Es gibt Standorte, an denen bereits vor Baubeginn ein zusätzliches System zur Eisdetektion (z. B. zusätzlich zu einem Leistungskurvenbasierten Eiserkennungssystem) vorgeschrieben ist.
Es gibt verschiedene Eiserkennungssysteme. Bei unseren Eiserkennungssystemen wird z. B. das Eis direkt an der Rotorblattoberfläche gemessen. In diesem Fall kann der Eisaufbau von Anfang an gemessen werden (bereits unter 1 mm) und kann auch in jedem Betriebsmodus gemessen werden, egal ob sich die Windenergieanlage dreht oder nicht.
Eine Studie des VGB (VGB-Forschungsprojekt 401; Auszug präsentiert auf der Winterwind 2021) hat bestätigt, dass unser Eiserkennungssystem im Vergleich zu drei anderen schwingungsbasierten Systemen das erste System ist, das Eis detektiert – somit also die früheste Eiserkennung. Dies ermöglicht höchste Sicherheit auch bei Stillstand und Trudeln der Turbine. In der folgenden Abbildung ist zu sehen, dass unser System das erste System ist, das Eis detektiert, da es direkt auf der Rotorblattfläche misst.
Weitere Unterschiede dieser Eiserkennungssysteme werden in unserem Whitepaper – Eiserkennung zur Optimierung Ihrer Windkraftanlage und dem Artikel Arten von Eiserkennungssystemen erläutert.
Beispiel eines Eisevents (VGB research project 401; Auszug präsentiert bei der Winterwind 2021) – Öffentlicher Report wird bald veröffentlicht (Referenz: Comparison of four blade-based ice detection systems installed on the same turbine, Paul Froidevaux, Meteotest AG, Winterwind 2021, April 20, 2021)
Eisfall und Eiswurf von Windenergieanlagen (WEA) ist ein wichtiger Aspekt an fast allen Standorten mit Vereisungsbedingungen. Vereisungsbedingungen bringen eine Vielzahl von Risiken mit sich, darunter Leistungsverlust, Eisfall und -wurf sowie Rotorunwucht.
Das Risiko von Eisfall und Eiswurf sollte auch an Standorten mit nur wenigen Vereisungsereignissen pro Jahr bewertet werden, insbesondere dann, wenn die Anwesenheit von Personen am Standort der Windenergieanlage auch mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht ausgeschlossen werden kann (z.B. durch Wanderwege, Skigebiete, Servicepersonal etc.).
eologix Sensorsysteme verhindern die Gefahr von Eiswurf, indem sie Eis direkt auf der Rotorblattfläche erkennen – das Produkt signalisiert bei Vereisung einen sicherheitsrelevanten Stopp. Je nach verwendetem System bieten wir auch ein automatisches Wiederanlaufsystem mit eologix:restart an, das die Turbine nach einem „Eisfrei“-Signal wieder anlaufen lässt. Mit eologix:heat bieten wir auch Maßnahmen zur Realisierung von präventiven Heizlösungen (d.h. Rotorblattheizung während des Betriebs, um eine Vereisung der Blätter überhaupt zu vermeiden).
eologix detektiert zuverlässig Eis in jeder Standortbedingung und in jedem Betriebszustand der Turbine, auch unterhalb von 3m/s im Trudelbetrieb oder im Stillstand (z.B. locked rotor state). Dies ermöglicht volle Sicherheit während des Betriebs unter Vereisungsbedingungen und Sicherheit gegen Eiswurf (z.B. durch Anhalten der Turbine) und auch Eisfall (da alle unsere Systeme Vereisung auch im Trudeln oder im Stillstand der Turbine erkennen und so z.B. das Einschalten von Warnleuchten ermöglichen können).
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Viele Windenergieanlagen haben mit aerodynamisch bedingten und/oder massenbedingten Unwuchten zu kämpfen. Die daraus resultierende Gesamtunwucht führt in der Regel zu erhöhten Bauteilschwingungen und kann auf Dauer erhebliche Folgeschäden und hohe Kosten verursachen. Um eine resultierende Gesamtunwucht effektiv zu reduzieren, ist es notwendig, zunächst die aerodynamische Unwucht zu ermitteln und zu verringern. Ein erster und wichtiger Schritt dazu ist es, die relativen Pitchwinkel-Abweichungen zwischen den Blättern während des Betriebs zu erfassen und daraus konkrete Korrekturanweisungen zu erhalten.
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen erfordert es eine genaue Detektion von Vereisung.
Raureif, Raueis und Klareis enstehem bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt und werden gesammelt als „Nebelfrostablagerungen“ bezeichnet. Diese Nebelfrostablagerungen kennzeichen sich unter anderem wie folgt…
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
Eine Windenergieanlage wird auf eine Nutzung von mindestens 20 Jahren, manchmal sogar bis zu 30 Jahren, ausgelegt. In dieser Zeit soll diese zuverlässig mit höchstmöglicher technischer Verfügbarkeit maximalen Energieertrag liefern und all dies am besten unabhängig von Umwelteinflüssen.
Es wirken eine Vielzahl an Naturgewalten auf eine Windenergieanlage ein, unter anderem Stürme, starke Niederschläge wie auch Hagel, Blitzschläge, Vereisung etc. Den Risikofaktor der Vereisung wollen wir hier näher betrachten.
Temperaturen um den Gefrierpunkt in Kombination mit hoher Luftfeuchtigkeit, Nebel oder Regen: diese Wetterbedinungen können zu Eisbildung an den Rotorblöttern von Windenergieanlagen führen. Dies kann weitreichende Folgen im laufenden Betrieb der Anlage haben, aber auch zu weiteren Folgeschäden an der Windenergieanlage (WEA) führen. Nachstehend sind mögliche Folgen von Eisbildung bei Windenergieanlagen skizziert:
Die Vereisung von Oberflächen ist in der Natur in bestimmten Gebieten der Erde ein allgegenwärtiges Problem, das hohe Kosten verursacht und Funktion und Sicherheit beeinträchtigt. Die Gebiete, in denen neue Windenergieanlagen errichtet werden, verlagern sich zunehmend auch in kältere Regionen, so genannte Cold Climates, wodurch der Faktor der Vereisung ein immer größer werdendes Problem darstellt.
Wie die Vereisung entsteht und welche Phasen der Vereisung es gibt und auf was es konkret ankommt erfahren Sie in unserem Whitepaper Eisdetektion zur Optimierung Ihrer Windenergieanlage.
Wie bereits dargestellt kann die Eisbildung auf Rotorblättern und/oder dem Maschinenhaus zu verschiedenen Folgen führen. Diese vermeintlich größten Gefahren lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Unter dem Begriff Eiswurf bei Windkraftanlagen versteht man die Ablösung von Eisstücken während des Betriebes einer Windenergieanlage (WEA). Wohingegen man unter dem Begriff „Eisfall“ oder „Eisabfall“ die Ablösung von Eisstücken von einer trudelnden oder stillstehenden WEA versteht.
In den nächsten Blogbeiträgen werden wir nochmals auf die einzelnen drei Risiken bei Eisbildung nämlich Leistungverlust, Eiswurf und Eisfall und Unwuchten im Detail eingehen.
eologix Systeme, die Eisdetektion und Temperaturmessung direkt auf der Blattoberfläche von Windenergieanlagen (WEA) ermöglichen, sorgen für einen reibungslosen Betrieb bei Vereisungsbedinungen bis hin zum vollautomatischem Betrieb bei Vereisungsbedingungen.
eologix sensor technology gmbhH bietet System zur Eiserkennung mit direkter Messung an den Rotorblätter basierd auf kapazitiver Sensorik an und steht für Eisdetektion und Temperaturmessung direkt auf der Rotorblattoberfläche. Bei der Auswahl eines Systems zur Eiserkennung sind verschiedene Faktoren zu beachten, wie unter anderem die Kalibrierung und Flexibilität der Lösung. Hier finden Sie eine Übersicht 6 relevanter Faktoren die beim Kauf eines Eiserkennungssystems zu berücksichtigen sind.
Deshalb bietet eologix Systeme, bestehend aus einer Empfangseinheit pro Anlage und flexiblen, energieautarken und präzisen Sensoren, welche direkt auf der Blattoberfläche montiert werden an. Erfahren Sie mehr zu den eologix Systemen.
TECHNOLOGIE | 5 MIN ZUM LESEN
Mit Eisdetektion und Temperaturmessung direkt auf der Rotorblattoberfläche Risiken wie bspw. Eiswurf minimieren und den Ertrag steigern. Mehr dazu im Whitepaper: Optimieren Sie Ihre Anlage mit der Hilfe von Eisdetektion
Eine Windenergieanlage wird auf eine Nutzung von mindestens 20 Jahren, manchmal sogar bis zu 30 Jahren, ausgelegt. In dieser Zeit soll diese zuverlässig mit höchstmöglicher technischer Verfügbarkeit maximalen Energieertrag liefern und all dies am besten unabhängig von Umwelteinflüssen.
Es wirken eine Vielzahl an Naturgewalten auf eine Windenergieanlage ein, unter anderem Stürme, starke Niederschläge wie auch Hagel, Blitzschläge, Vereisung etc. Den Risikofaktor der Vereisung wollen wir hier näher betrachten.
Temperaturen um den Gefrierpunkt in Kombination mit hoher Luftfeuchtigkeit, Nebel oder Regen: diese Wetterbedinungen können zu Eisbildung an den Rotorblöttern von Windenergieanlagen führen. Dies kann weitreichende Folgen im laufenden Betrieb der Anlage haben, aber auch zu weiteren Folgeschäden an der Windenergieanlage (WEA) führen. Nachstehend sind mögliche Folgen von Eisbildung bei Windenergieanlagen skizziert:
Die Vereisung von Oberflächen ist in der Natur in bestimmten Gebieten der Erde ein allgegenwärtiges Problem, das hohe Kosten verursacht und Funktion und Sicherheit beeinträchtigt. Die Gebiete, in denen neue Windenergieanlagen errichtet werden, verlagern sich zunehmend auch in kältere Regionen, so genannte Cold Climates, wodurch der Faktor der Vereisung ein immer größer werdendes Problem darstellt.
Wie die Vereisung entsteht und welche Phasen der Vereisung es gibt und auf was es konkret ankommt erfahren Sie in unserem Whitepaper Eisdetektion zur Optimierung Ihrer Windenergieanlage.
Wie bereits dargestellt kann die Eisbildung auf Rotorblättern und/oder dem Maschinenhaus zu verschiedenen Folgen führen. Diese vermeintlich größten Gefahren lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Unter dem Begriff Eiswurf bei Windkraftanlagen versteht man die Ablösung von Eisstücken während des Betriebes einer Windenergieanlage (WEA). Wohingegen man unter dem Begriff „Eisfall“ oder „Eisabfall“ die Ablösung von Eisstücken von einer trudelnden oder stillstehenden WEA versteht.
In den nächsten Blogbeiträgen werden wir nochmals auf die einzelnen drei Risiken bei Eisbildung nämlich Leistungverlust, Eiswurf und Eisfall und Unwuchten im Detail eingehen.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Um eine effiziente und zuverlässige Stromerzeugung durch Windenergieanlagen sicherzustellen, müssen diese regelmäßig gewartet und überprüft werden, um potenzielle Probleme, wie Unwuchten, zu erkennen und zu beheben. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Unwuchten, die bei Windenergieanlagen auftreten können: die Massenunwucht und aerodynamische Unwuchten.
Viele Windenergieanlagen haben mit aerodynamisch bedingten und/oder massenbedingten Unwuchten zu kämpfen. Die daraus resultierende Gesamtunwucht führt in der Regel zu erhöhten Bauteilschwingungen und kann auf Dauer erhebliche Folgeschäden und hohe Kosten verursachen. Um eine resultierende Gesamtunwucht effektiv zu reduzieren, ist es notwendig, zunächst die aerodynamische Unwucht zu ermitteln und zu verringern. Ein erster und wichtiger Schritt dazu ist es, die relativen Pitchwinkel-Abweichungen zwischen den Blättern während des Betriebs zu erfassen und daraus konkrete Korrekturanweisungen zu erhalten.
Kosteneffizienz, hohe Erträge und Anlagensicherheit sind die wichtigsten Faktoren bei dem Betrieb von Windenergieanlagen. Um auch in den windstärksten Wintermonaten einen effizienten Betrieb von Windenergieanlagen sicherzustellen erfordert es eine genaue Detektion von Vereisung.
Raureif, Raueis und Klareis enstehem bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt und werden gesammelt als „Nebelfrostablagerungen“ bezeichnet. Diese Nebelfrostablagerungen kennzeichen sich unter anderem wie folgt…
Wie Sie die Sicherheit bei Vereisung (hinsichtlich Eisfall und Eiswurf) gewährleisten – Eisansatz an Rotorblättern von Windkraftanlagen hat einen entscheidenden Einfluss auf den Betrieb und Wartung. Geringerer Ertrag durch aerodynamische Unwuchten sowie die Sicherheit der Anlage und seiner Umgebung sind von zentraler Bedeutung.
