Bedrijfszekerheid van windmolenparken

Bij windmolenparken heeft bedrijfszekerheid de hoogste prioriteit. Om ervoor te zorgen dat ze soepel draaien in afgelegen en minder toegankelijke gebieden, gebruiken bedrijven zoals Senvion professionele beveiligingsapparatuur van Rittal en preventief onderhoud om de elektronica veilig te stellen.

De vlakten van Noord-Duitsland. De lucht is bewolkt. De wind waait. Het is niet bijzonder aangenaam. In feite is het vrij grimmig. Geen ideale omstandigheden voor een klimpartij, toch? Hauke Reimers is het daar niet mee eens. Het hoofd Electrical Product Engineering van Senvion GmbH is in zijn element. Wind, of beter gezegd windmolenparken, zijn zijn ding en een manier van leven voor hem en zijn 4.500 collega’s bij het internationale bedrijf in Hamburg. Daarom gaat hij ’s ochtends vroeg onderweg naar een windturbine die zich op bijna 30 kilometer van de dichtstbijzijnde stad bevindt. Uiteraard met een veiligheidshelm op voor de zekerheid. Boven zijn hoofd draait met een diameter van 114 meter de enorme rotor van een turbine van 3,2 megawatt. “Zo moet het blijven”, zegt Reimers.

Gezien de afgelegen ligging van de windturbine is het absoluut van cruciaal belang dat op de technologie kan worden vertrouwd. Er is geen ruimte voor fouten. “Kwaliteit en duurzaamheid zijn essentieel in onze installaties”, zegt Reimers. Senvion maakt gebruik van geavanceerde communicatie om zijn turbines nauwlettend vanuit het Turbine Control Centre (TCC) in Osterrönfeld in de gaten te houden. “Het is niet zo ver weg, Sleeswijk-Holstein, maar het is zeker geen regionaal controlecentrum. Informatie die afkomstig is uit windmolenparken in Canada, Australië en de Noordzee wordt doorgestuurd naar het TCC”, legt Reimers uit, terwijl hij zijn laptop openklapt. Technische experts van Senvion over de hele wereld krijgen opdrachten als het TCC problemen niet via de directe computerverbinding kan oplossen.

Reimers is hoofd van Electrical Product Engineering bij Senvion. Je moet met een touw omhoog om bij de gondel te komen.

Het Horror-scenario – Uitschakelen

Daarbuiten wordt maar al te duidelijk hoe belangrijk elk afzonderlijk onderdeel is voor de bedrijfszekerheid van een windturbine. Zelfs kleine defecten kunnen resulteren in een stilstand, en elke dag stilstand betekent duizenden euro’s aan gederfde inkomsten. “Daarom controleren we alle onderdelen uiterst grondig wanneer ze in onze productiefabriek aankomen en vervolgens de fabriek verlaten”, zegt Reimers. Dat geldt ook voor de behuizingen van Rittal, die in veel Senvion-fabrieken worden gebruikt om besturings- en bewakingsapparatuur in onder te brengen.

Staande aan de voet van een smalle ladder doorloopt de specialist nauwgezet alle controles die ervoor moeten zorgen dat hij niet valt. Hij en zijn collega’s moeten allemaal regelmatig veiligheidstrainingen volgen. Hij klimt snel de sporten op naar de gondel, waar in vijf grote behuizingen de omvormer is ondergebracht – het elektronische hart van de windturbine. “Deze zet de door de wind opgewekte elektriciteit om in de juiste frequentie, zodat we die aan het net kunnen leveren”, legt Reimers uit. In deze toepassing is het bijzonder nuttig gebleken dat de standaard TS 8-kasten van Rittal zijn uit te breiden met de flexibiliteit van een modulair systeem en in alle richtingen kunnen zijn te koppelen, zowel naast elkaar als rug-aan-rug. Reimers vervolgt: “Deze standaardisatie is een enorm voordeel als het gaat om het uitbreiden van de behuizingscombinatie naargelang de grootte van de omvormer. Alles kan worden gedaan met minimale kosten.” Dankzij de drievoudige oppervlaktebehandeling (nanokeramische primer, elektroforetische dompelgrondlak en structuur poedercoating) zijn ze bovendien extreem corrosie- en schadebestendig. Dit betekent dat het behuizingssysteem wereldwijd kan worden gebruikt – of de turbines nu in de sneeuw, de tropen of op volle zee staan. Ook in Noord-Duitsland, waar de omstandigheden niet zo extreem zijn, zijn de microcontrollers, halfgeleiders, zekeringen en schakelaars perfect beschermd tegen vocht, stof en schommelende temperaturen, zoals Reimers ter plaatse bevestigt.

Ongeacht de vaak onherbergzame omstandigheden waarin ze werken, hebben alle windturbines één ding gemeen: hun gigantische rotoren genereren voortdurend trillingen. “Daarom is het des te belangrijker om de elektronica tegen trillingen te beschermen”, aldus Reimers. Rittal heeft daarom een variant van de TS 8-kast ontwikkeld die is voorzien van een mechanisch versterkte montageplaat en vergrendeling. Deze versterking voorkomt dat vibraties trillingen in de kast teweegbrengen, die in het ergste geval voortdurend zouden kunnen optreden.

Communicatietechnologie houdt alle sleutelfiguren in beeld.

Windturbines zijn altijd online

Deze beschermende maatregelen worden ook toegepast op de topbox, een van de belangrijkste behuizingen van een windturbine, die zich boven in de gondel bevindt. Deze is verantwoordelijk voor het monitoren van de aandrijflijn en het regelen van de rotatie van de gondel. “De topbox en de bottombox wisselen voortdurend gegevens uit en communiceren ook met het TCC.” De windturbines communiceren echter niet alleen met het controlecentrum wanneer er problemen zijn, en specialisten zoals Reimers de zaken moeten rechtzetten. Ze geven ook belangrijke operationele gegevens door, zoals de windsnelheid, de hoeveelheid opgewekte elektriciteit en de temperatuur van de tandwielkast. “Dat wordt steeds interessanter vanuit het oogpunt van preventief onderhoud”, legt Reimers uit. Het betekent dat slijtageonderdelen precies op het juiste moment kunnen worden vervangen – ook de ventilator- en filterunits in de behuizingen. Deze units moeten tijdens de 25-jarige levensduur van een windturbine meerdere malen worden vervangen, en dat is Reimers’ taak voor vandaag. Hoe nauwkeuriger de vervangingsdatum kan worden bepaald, hoe minder ventilatoren er tijdens de levensduur van het windmolenpark nodig zullen zijn en hoe effectiever de onderhoudskosten kunnen worden verlaagd.

Rittal biedt een mogelijke oplossing.

Ventilator- en filtereenheden met EC-technologie zijn een goede keuze voor een efficiënte werking en de mogelijkheid voor ventilatorbewaking. Ze verbruiken minder stroom en beschikken standaard over een geïntegreerde besturingsinterface waarmee de ventilator is aan te sturen en het toerental en de functionaliteit kunnen worden bewaakt. Het eindresultaat is een snelle en eenvoudige detectie van ventilatorstoringen en een nog betere bedrijfszekerheid.

Senvion volgt dezelfde aanpak bij de ontwikkeling van prototypes, zo legt Reimers uit terwijl hij zijn inspectie afrondt. Het bedrijf wil Blue e+ koelaggregaten gebruiken om de temperatuur in het windmolenpark nauwkeuriger te regelen. Dat zou het ook mogelijk maken om de monitoring op afstand en het voorspellend onderhoud uit te breiden. Omdat aan de Blue e+ modulen een IP-adres kan worden toegewezen, kan Senvion de meetwaarden van de sensoren in het koelmoduul op afstand in kaart brengen, wanneer dat nodig is. Dit stelt het bedrijf in staat om systeemmeldingen, maximale omgevingstemperaturen, minimale kastbinnentemperaturen, bedrijfscycli en capaciteitsbenutting te evalueren. Koelaggregaten kunnen zo een integraal onderdeel worden van Industrie 4.0-concepten, wat de service verbetert, de werking optimaliseert en besparingen oplevert.

De technische experts van Senvion hoeven zich dan niet meer zo vaak in de vrije natuur te begeven als nu nog het geval is. De innovatieve behuizingsoplossingen met de modernste communicatietechniek van Rittal zorgen ervoor dat de rotoren van de Senvion-windturbines jarenlang betrouwbaar blijven draaien en schone stroom opwekken. Dat geldt ook voor het windmolenpark in Noord-Duitsland, waar het hoofd Electrical Product Engineering een kleine componentfout heeft verholpen, alle parameters naar het TCC heeft gestuurd en zijn spullen heeft gepakt. De wind waait. De rotor draait. En dat is precies zoals Hauke Reimers het graag ziet.

De behuizingen in ’the top box’ houden onder meer de aandrijving in de gaten.

Meer informatie? Neem contact op met Peter Reinewald, preinewald@rittal.nl