Den Zustand stets im Blick

Wind

Condition Monitoring – Die Zustandsüberwachung hilft dabei, Kosten und Aufwand der Instandhaltung überschaubar zu halten. Erforderlich ist dazu ein robustes LWL-System, das für Industrieanwendungen entwickelt worden ist.

31. August 2010

Auch in der Windenergiebranche herrscht ein immenser Kostendruck. Der vorauseilende Austausch von Triebstrang-Komponenten nach fixen Zeiträumen kann deshalb keine Alternative sein. Das Zuwarten bis zum Schadensfall aber auch nicht. Den Betreibern von Windkraftanlagen bietet sich jedoch eine Alternative, die ihnen hilft, Ausfallzeiten und massive Folgeschäden zu verhindern und gleichzeitig nur die Instandhaltungsmaßnahmen zu treffen, die wirklich notwendig sind. Ihr Name lautet Condition Monitoring. Der Vorteil ist die lückenlose Überwachung, denn Auffälligkeiten oder Schadensentwicklungen verlaufen zumeist über Wochen oder Monate. Die Vernetzung für ein CMS ist relativ simpel. Im Turmfuß einer WEA laufen die LWL-Kabel aus den Anlagen eines Windparks in einer Spleißbox zusammen. Über Patchkabel erfolgt die Anbindung an LWL-Konverter, damit eine Verbindung zum CMS im Maschinenhaus hergestellt werden kann.

»Man sollte gleich zu Beginn eines Windparkprojektes darauf achten, dass ausreichend Fasern verlegt werden und die LWL-Spleiße sorgfältig gesetzt sind, damit man relativ einfach über Patchkabel eine Ethernet-Kommunikationsstruktur auf- und ausbauen kann«, empfiehlt Roman Wolff, Geschäftsführer der GEO CMC GmbH, die seit acht Jahren im Bereich der Vernetzung und Überwachung von WEA mittels CMS aktiv ist. Eine derartige Basis für den Datentransfer helfe auch für die Zukunft: »Die Entwicklungen im Bereich der Windenergie schreiten rasant voran, und vielleicht möchte man irgendwann eine Komponente verbauen, die eine Datenübertragung und damit zusätzliche Fasern erforderlich macht.« Moderne Online-CMS stellen hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Sensorik, der verbauten aktiven und passiven Netzkomponenten sowie der Messdatenerfassung, -weiterleitung und -verarbeitung. In einer WEA herrschen ähnliche Bedingungen wie im industriellen Umfeld. Daher sollten Anwender bei LWL-Konvertern nicht auf Komponenten aus dem Office-Bereich zurückzugreifen, sondern robuste, für Industrieumgebungen entwickelte Lösungen einsetzen.

Flexibel einsetzbar

Der im sauerländischen Wenden ansässige Spezialiste für die Entwicklung robuster und flexibler LWL-Systeme Eks Engel bietet für Windenergieanlagen aktive und passive Komponenten an, wie beispielsweise die E-light-Familie. Sie besteht aus unmanagt bzw. redundanten Industrial Ethernet Switchen, die für den flexiblen Einsatz mit unterschiedlichen Fasern ausgelegt sind. Wichtige Leistungsmerkmale der in der Windenergie eingesetzten Multimode- und Singlemodefasern sind deren Unempfindlichkeit gegenüber elektrischen und magnetischen Störungen – dies bietet Schutz vor Zerstörung und Datenverlust bei Blitzeinschlag , die Potenzialtrennung von Sender und Empfänger sowie Reichweiten bis zu 40 Kilometer zwischen zwei LWL-Systemen.

Robuster Stahl

Alle Systeme der E-light Serie bestehen aus einem robusten, pulverbeschichteten Edelstahlgehäuse für die Hutschienenmontage, das die empfindliche Elektronik im Inneren schützt. Die Geräte eignen sich für einen Temperaturbereich von -20 bis +70 Grad Celsius. Damit lassen sich die Switche auch in WEA an Standorten mit extremen Umweltbedingungen einsetzen. Für die Übertragung der CMS-Daten von Anlage zu Anlage benötigen Anlagenbetreiber in der Regel nur zwei LWL-Fasern. Möchte man in puncto Ausfallsicherheit bei der Datenübertragung ein deutliches Plus erzielen, sollte man aber bei der Planung eines Windparks das Netz redundant auslegen und mehr Fasern einkalkulieren.

Eine Faser reicht

Wer eine Windenergieanlage mit einem CMS nachrüsten will, muss eventuell damit zurechtkommen, dass für die Datenübertragung via LWL nicht einmal zwei Fasern zur Verfügung stehen. In diesem Falle bietet Eks Engel E-light-Systeme mit BIDI-Technik an. Sie kommunizieren nur über eine Faser, sodass der Betreiber nicht noch eine weitere Faser vom Maschinenhaus in den Anlagenturm verlegen muss. Außerdem stehen Systeme für die Übertragung aller gängigen Feldbusschnittstellen (RS232, RS485, Profibus, CAN, etc.) und für analoge oder digitale Schaltsignale zur Verfügung. Neben den aktiven Komponenten der Serie E-light haben die Wendener in den vergangenen Jahren massiv die Entwicklung industrietauglicher Spleißboxen vorangetrieben. Für den Einsatz in WEA eignen sich vor allem die passiven Komponenten aus der Serie FIMP – die Abkürzung steht für Fiber Industrial Mini Patch. Eine der jüngsten Entwicklungen ist der für bis zu 24 LWL-Fasern ausgelegte FIMPXL. Zur zeitsparenden und damit einfachen Installation in einer WEA ist er bereits spleißfertig bestückt und integriert sowohl Spleißkamm als auch Spleißablage, Kupplungen, Pigtails und die Kabelverschraubung. Zum Spleißen lassen sich sowohl die Frontplatte als auch die Spleißkassette vollständig herausnehmen. Die magnetisierbare Spleißkassette kann dabei problemlos an einem Spleißgerät befestigt werden. Für Spleißgeräte mit Dorn ist zudem ein passendes Loch in der Kassette vorgesehen. Das pulverbeschichtete Edelstahlgehäuse ist ebenfalls magnetisierbar, sodass man FIMPXL an einen Schaltschrank oder ein Gehäuse fixieren kann.

Fakten

-Eks Engel hat seinen Sitz in Wenden/Sauerland und ist spezialisiert auf die Lichtwellenleiter-Technologie.

-Das Unternehmen bietet eine große Auswahl an LWL-Produkten für die Übertragung verschiedenster Daten und Schnittstellen. Das Angebot umfasst beispielsweise konfektionierte Kabel, Patchfelder, Spleißboxen und Verteilerkästen.

Erschienen in Ausgabe: 06/2010