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Intelligente LED-Systemlösung überzeugt Nordex

Bild 1. Im Turm einer Windenergieanlage sorgt das „FieldPower Wind Energy“-Beleuchtungssystem von Weidmüller für optimale und kosteneffiziente Ausleuchtung

Bild 1. Im Turm einer Windenergieanlage sorgt das „FieldPower Wind Energy“-Beleuchtungssystem von Weidmüller für optimale und kosteneffiziente Ausleuchtung

Bild 2. Neben der Besonderheit der LED-Technologie zeichnet sich „FieldPower Wind Energy“ unter anderem durch sein robustes Kunststoffgehäuse bis Schutzklasse IP54 sowie die geringe Baugröße aus

Bild 2. Neben der Besonderheit der LED-Technologie zeichnet sich „FieldPower Wind Energy“ unter anderem durch sein robustes Kunststoffgehäuse bis Schutzklasse IP54 sowie die geringe Baugröße aus

Bild 3. Das Beleuchtungssystem kommt entlang des Turms bis hinein in Nabe und Gondel zum Einsatz

Bild 3. Das Beleuchtungssystem kommt entlang des Turms bis hinein in Nabe und Gondel zum Einsatz

Bei der Installation, der Wartung oder der Reparatur im Inneren von Windenergieanlagen ist eine optimale Ausleuchtung wichtig. Dabei muss auch diese für die widrigen Umgebungsbedingungen und auf Langlebigkeit ausgelegt sein. In diesem Zusammenhang bietet Weidmüller eine intelligente LED-Systemlösung, die zudem Einsparpotenziale für die Gesamtbetriebskosten einer Windenergieanlage eröffnet. Einer der ersten Anwender ist Nordex.

„Mit „FieldPower Wind Energy“ bietet Weidmüller ein System, das alle Komponenten für die Innenbeleuchtung und Versorgung von Windenergieanlagen (Bild 1) umfasst. Kern­element sind LED-Leuchten (Bild 2), die sich unter anderem durch niedrigen Stromverbrauch sowie Unempfindlichkeit gegenüber Vibra­tion, Schock und extremen Temperaturen auszeichnen. Zusammen mit einem kompletten System für unterbrechungsfreie Stromversorgung, einer optionalen Fernüberwachung sowie wahlweiser Outlets ergibt sich eine installationsfertige Lösung zur Beleuchtung, Notbeleuchtung und Stromversorgung der gesamten Windenergieanlage (WEA). Dabei sind alle Bestandteile erprobt und aufeinander abgestimmt. Außerdem bietet Weidmüller eine enge Projektbegleitung, sodass sich das System problemlos in jede Applikation einplanen lässt.
Zum Einsatz kommt das System unter anderem in Windenergieanlagen von Nordex im Landkreis Rostock. In Summe wurden hier 50 LED-Leuchten in zwölf Plattformen installiert. Sie sind über 200 m 2,5-mm²-Leitungen verkabelt und für DC 120 V ausgelegt. Dabei säumen sie je Turm einen 120 m langen Weg vom Fuß bis hin zur Gondel (Bild 3).
Gestartet wurde das Projekt mit der Erhebung der Projektdaten. „Anlagengröße und -typ, Standort, Umgebungsbedingungen, landesspezifische Normen und Gesetze – all diese Faktoren beeinflussen die individuelle Planung einer Anlage“, erklärt Olaf Prein, Global Segment Manager Wind bei Weidmüller. „In einer detailgetreuen CAD-Simulation zeigen wir unseren Kunden daher, wie und mit welchem konkreten Nutzen sich unser System in ihre Windenergieanlagen integrieren lässt. Nach Ermittlung aller benötigten Komponenten unterstützen wir anschließend die applikationsspezifische Planung und Realisierung des individuellen Versorgungs- und Beleuchtungskonzepts.“ Die Weidmüller-LED-Lösung ist für den globalen Einsatz unter harten Umgebungsbedingungen ausgelegt. Bei allen Anlagenversionen kann so ein passender Leuchtentyp gewählt werden.

Zufriedener Kunde
„Bei der Errichtung und Inbetriebnahme einer Windenergieanlage erfolgt die Versorgung aller Verbraucher noch über ein einzelnes Stromaggregat. In der Vergangenheit habe ich häufig folgendes Szenario erlebt: Während der Errichtung ziehen einige Verbraucher der Windenergieanlage so viel Leistung, dass es im Leuchtenkreis zu Spannungsschwankungen kommt. Die Folge: Wir standen bei der Inbetriebnahme im Dunkeln und mussten defekte Langfeldleuchten erneut austauschen“, erinnert sich Ralf Harder von Nordex. „Umso überzeugter bin ich heute von der LED-Systemlösung, die Weidmüller uns bietet. Schon während der Anlagenerrichtung haben sich die schlagfesten Leuchten bewährt. Von der Aufnahme der Anforderungen bis zur Inbetriebnahme habe ich so ein durchweg erhellendes Projekt erlebt.“

Highlight-Exponat auf der Husum Wind
Besucher der Husum Wind haben die Möglichkeit, das „FieldPower Wind Energy“-Beleuchtungssystem in einem praxisnahen, begehbaren Turm am Weidmüller-Messestand live zu erleben.
Außerdem präsentiert das Unternehmen an dem ca. 4 m langen Exponat erstmalig seine neuen Systemlösungen für verschiedene Anwendungen am Rotorblatt. Dazu gehören unter anderem zwei Lösungen für das Schrauben-Monitoring, ein Anti-Icing-System, ein funkgesteuertes Blitzmesssystem, ein System zur Blattwurzelüberwachung sowie zur Schleifringübertragung. Beim Schrauben-Monitoring überwacht ein System das „Platzen“ der Schraubverbindung, ein zweites System das Anzugsmoment. Das Anti-Icing-System an der Vorderkante des Rotorblatts stellt in kalten Regionen sicher, dass die Anlagen in Frostmonaten sichere Erträge liefern und maximal verfügbar sind. Sobald Bedingungen für eine Eisbildung vorhanden sind, schaltet sich die Anlage auto­matisch ein und enteist die Rotorblattkante. Ein funkgesteuertes „Blitzmessgerät“ registriert und dokumentiert erhöhte Stromimpulse. Um die Belastung der Anlage zu dokumentieren, werden die Ergebnisse gezählt und mit Datum sowie Uhrzeit versehen, um so eine vereinfachte Ursachenermittlung durchführen zu können. Anlagenbetreiber wissen somit, wie hoch die Belastung der Schutzelemente ist. Via optischen Dehnungsmessstreifen (DMS) erfolgt die Blattwurzelüberwachung. Für die Schleifringübertragung offeriert Weidmüller ein redundantes System zum Datentransfer zwischen Gondel und Nabe. Last, but not least: Die in einer Windenergieanlage erfassten Daten können zum Auswerten durch ein Condition Monitoring- und Diagnose-System in einer Cloud gesichert und bereitgestellt werden. (ih)

Hans Schlingmann, Business Development Manager Wind bei Weidmüller, erläutert die Vorteile von „FieldPower Wind Energy“ im Interview

Hans Schlingmann, Business Development Manager Wind bei Weidmüller, erläutert die Vorteile von „FieldPower Wind Energy“ im Interview

Die Systemdetails im Interview erläutert

Hans Schlingmann, Business Development Manager Wind bei Weidmüller, hat mit viel Herzblut die Systemlösung „FieldPower Wind Energy“ vorangetrieben. Im Interview erläutert er die Vorteile und Einzelheiten des Systems.

Herr Schlingmann, bitte geben Sie aus Ihrer Erfahrung einen kurzen Einblick in die aktuellen Beleuchtungskonzepte bei Windenergieanlagen. Welchen Vorteil bringt Ihre LED-Technologie dem Anwender?
H. Schlingmann: Bisher werden zur Innenbeleuchtung von Windenergieanlagen oft Langfeldleuchten eingesetzt. Im Vergleich zur LED-Technologie bergen diese im laufenden Betrieb einer Anlage Nachteile, wie einen hohen Stromverbrauch, schnelle Zerbrechlichkeit sowie unnötige Zusatzkosten für Wartung und Austausch. Nicht selten müssen den eigentlichen Installations- und Wartungsaufträgen ungeplante Instandhaltungen vorangehen, da ein sicheres Arbeiten in den Türmen ohne ausreichende Innenbeleuchtung nicht möglich ist.
LED-Leuchten hingegen sind energieeffizient und haben eine Betriebsdauer von bis zu 20 Jahren. Bei der Entwicklung unserer „FieldPower-LED-Leuchten“ haben wir jedes Detail auf die extremen Umgebungsbedingungen in Windenergieanlagen ausgelegt.

Welche konkreten Eigenschaften zeichnen die Beleu­chtungslösung als besonders praxisorientiert aus?
H. Schlingmann: Hier sind zunächst das robuste Kunststoffgehäuse bis Schutzklasse IP54 sowie die geringe Baugröße zu nennen. Außerdem erzeugen die LED-Leuchten UV- und infrarotfreies Licht. Anders als bei den gängigen Langfeldleuchten steht die volle Lichtleistung direkt beim Einschalten zur Verfügung – temperaturunabhängig und ohne Flackern. Und auch bei geringerer Leistungsaufnahme im Notbetrieb ist die Lichtstärke der LED-Leuchten gleichbleibend. Für die besonderen Anforderungen der unterschiedlichen Anwendungsbereiche in einer Windenergieanlage haben wir zudem zwei Varianten entwickelt: Die „FieldPower Mono LED“ eignet sich dank ihres ungerichteten Lichteinfalls besonders für das Ausleuchten großer ­Flächen und Arbeitsbereiche, zum Beispiel in der Gondel und in der Nabe. Speziell für die Anforderungen in Auf- und Abstiegsbereichen haben wir die „FieldPower Duo LED“ konzipiert. Durch ihre Bauform liefert sie zu zwei Seiten gerichtetes Licht und realisiert so eine optimale Ausleuchtung entlang von Gehwegen und Leitern.

Der Einsatz von LED-Leuchten bietet Effizienz und Sicherheit, bedeutet aber auch höhere Anschaf­fungs­kosten. Wie kann das Gesamtsystem von Weidmüller dazu beitragen, die Betriebskosten nachhaltig zu senken?
H. Schlingmann: Mit Erfahrung und Kompetenz in den Bereichen Energieversorgung sowie Daten- und Signalverarbeitung konnten wir eine durchgängige Lösung entwickeln: „FieldPower Wind Energy“. Zusammen mit dem Anlagenhersteller müssen wir so nicht mehr alle Komponenten einzeln betrachten, sondern planen unkompliziert das ganzheitliche System inklusive Stromversorgung in die Anlage ein. Eine zeit- und kostenaufwendige Abstimmung von Schnittstellen und Komponenten entfällt somit. Unser Service einer kostenlosen, auf die Applikation abgestimmten Lichtsimulation vereinfacht zudem den Planungsprozess beim Kunden. Der Weitbereichseingang von DC 24 V bis DC 120 V ermöglicht das Ausleuchten langer Strecken, zum Beispiel im Turm einer Windenergieanlage. Schon ab einem Leitungsquerschnitt von 1,5 mm² können so bis zu 40 LED-Leuchten auf einer Länge von bis zu 230 m versorgt werden. Im Vergleich zu derzeitigen Systemen minimiert der Einsatz einer zentralen, unterbrechungsfreien DC-24-V-Stromversorgung die Kosten beginnend bei der Anschaffung bis hin zum Service im laufenden Betrieb. Schließlich werden auch Serviceeinsätze effizienter, da der gesamte Lichtkreis sich bei Bedarf fernüberwachen lässt. Zudem kann über den Lichtkreis ein Leuchtsignal initiiert werden, um Servicepersonal visuell zu warnen, wenn es Probleme auf der Anlage gibt. Das ist ein klarer Vorteil im Vergleich zu akustischen Warnsystemen, die aufgrund von Nebengeräuschen schnell überhört werden können.
Durch die Kombination von LED-Technologie, anwendungsgerechter Stromversorgung, Automatisierung und individueller Systemauslegung erschließen wir also neue Potenziale zur Effizienzsteigerung bei der Ausleuchtung von Windenergieanlagen.

Tosha Hübert ist Referentin globales Marketing bei der Weidmüller GmbH in Detmold. tosha.Huebert@weidmueller.de

Tosha Hübert ist Referentin globales Marketing bei der Weidmüller GmbH in Detmold. tosha.Huebert@weidmueller.de