Entwurf

Die regenerative Energieerzeugung gewinnt immer mehr an Bedeutung, besonders die Windkraftanlagen. Mit 60 Metern Nabenhöhe und 1,5 Megawatt Leistung sind diese ursprünglichen Monsteranlagen inzwischen Standard und werden weltweit mit Technologie aus Deutschland errichtet. Damit die Anlagen perfekt und lukrativ arbeiten können, muss der optimale Kompromiss aus Drehmoment und Geschwindigkeit gefunden werden. Dazu ist es nötig, die Rotorblätter verstellen zu können. Es genügt nicht, den Kopf der Anlage in den Wind oder aus dem Wind zu drehen. Im Falle von zu hohen Windgeschwindigkeiten ist die Rotorblattverstellung eine zusätzliche wirksame Bremse und ein wichtiger Sicherheitsaspekt.

Alle drei Rotorblätter müssen stets synchron ausgerichtet sein, weil sonst zu hohe Kräfte auf ein einzelnes Blatt wirken können. Daher muss es eine zentrale Steuerung für die Rotorblattverstellung geben, deren Funktion auch bei Stromausfall sichergestellt ist. Erschwerend kommt hinzu, dass die Zugänglichkeit der Nabe nur von außen möglich ist. An der Welle zum Rotor stehen nur wenige Kontakte auf dem Schleifring zur Anbindung bereit. Eine Steuerung über die Nabe und die Unterbringung von Rotorblatttechnik im Maschinenhaus ist deshalb ausgeschlossen. Eine Installation vor Ort in der Nabe ist durch die Höhe und erschwerte Zugänglichkeit nicht praktikabel und wirtschaftlich.

Die gesamte Rotorblattverstellung wird lediglich über die Schleifringe mit Energie versorgt, so werden nur wenige Kontakte des Schleifringes benötigt. Eine zentrale Steuerbox koordiniert die Blattpositionen, die über je eine eigene Antriebssteuerung verstellt werden. Dazu gehört ein Batteriepack, um bei Netzausfall steuerungsfähig zu bleiben. Alles ist modular aufgebaut und steckfertig vorbereitet. Alle Verbindungen sind auf einem eigens dafür konzipierten Prüfplatz mit Kontaktkraftüberwachung vorgeprüft. So werden Fehler ausgeschlossen und eine schnelle Inbetriebnahme ist garantiert.

Das zentrale Steuermodul verbindet mit je einem Verbindungskit die einzelnen Antriebsregelungen. Diese richten über einen Servomotor das Rotorblatt aus. Die vorgefertigte Installation kann am Boden in kürzester Zeit in die Nabe eingebracht werden. Versorgung, Signale und Bus sind in nur einem einzigen robusten Steckverbinder zusammengefasst. Das Rotorblatt ist im Handumdrehen vollständig elektrisch installiert.