Monitoring von Windkraftanlagen

Die Bremse immer im Blick

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Mit dem intelligenten Überwachungsmodul Roba-brake-checker haben Windkraftanlagenbetreiber die Yaw- und Pitch-Bremsen bezüglich Schaltzustand, Temperatur und Verschleiß stets im Blick.

Simone Dauer
Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten

Nach China und den USA ist Deutschland der drittgrößte Windkraftproduzent weltweit und hat 2016 mit über 50 000 MW die größte installierte Windleistung in Europa. Insgesamt lieferten im Vorjahr über 28 200 an Land und auf See installierte Windkraftanlagen rund 80 Mrd. kWh Strom. Das entspricht in etwa 12 % des in Deutschland erzeugten Stroms. Viele dieser Windkraftanlagen – nicht nur hierzulande, sondern rund um den Globus – sind mit elektromagnetischen Bremsen von Mayr Antriebstechnik ausgestattet. Der Hersteller für Windkraftbremsen aus dem Allgäu bietet mit den Roba-stop-M-Bremsen speziell für Yaw- und Pitchantriebe entwickelte und getestete Sicherheitsbremsen.

„Alle Bremsenbauteile sind sicher dimensioniert und nur aus hochwertigen, geprüften und bewährten Werkstoffen gefertigt“, erklärt Andreas Merz, Branchenmanager Windenergie bei Mayr in Mauerstetten. „Unsere Bremsen sind so ausgelegt, dass sie das spezifizierte Bremsmoment unter allen auftretenden Betriebsbedingungen, unabhängig beispielsweise von Luftfeuchtigkeit oder je nach Region auch Umgebungstemperatur, zuverlässig erreichen“, konkretisiert Merz.

Das bestätigt auch der Germanische Lloyd (GL), der die Cold Climate-Version der Roba-stop-M-Bremse für den Tieftemperatureinsatz bis -40 °C zertifiziert hat. Generell achtet das Unternehmen auf eine sorgfältige Qualitätskontrolle: Dazu gehören qualitätssichernde Maßnahmen während des Konstruktionsprozesses sowie eine umfassende Endprüfung. Vor Auslieferung werden alle Bremsen ausführlich auf Prüfständen getestet und funktionsrelevante Werte dokumentiert. Eine elektronische Datenbank, in der die Messwerte zusammen mit den dazugehörigen Seriennummern eines Produkts archiviert werden, gewährleistet dabei eine 100%ige Rückverfolgbarkeit.

Bremsentechnologie 4.0

Mit intelligenten Überwachungsmodulen für seine Yaw- und Pitchbremsen setzt Mayr Antriebstechnik jetzt neue Standards. Denn auch in der Windkraft rückt das Monitoring von elektromagnetischen Bremsen immer mehr in den Fokus. Das neue, intelligente Modul Roba-brake-checker arbeitet ohne Sensoren. Stattdessen erkennt es durch die Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß zu jedem Zeitpunkt, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Es überwacht neben Schaltzustand, Temperatur und Verschleiß auch auf Zugweg- oder Zugkraftreserve, also ob der Magnet noch genügend Kraft hat, die Ankerscheibe anzuziehen.

Mit dem neuen Modul werden somit jetzt bei der Überwachung deutlich mehr Prozesse als mit Mikroschaltern und Initiatoren abgebildet. Bei Erreichen der Zugkraftreserve sendet der Roba-brake-checker so frühzeitig ein Warnsignal, dass noch eine bestimmte Betriebszeit der Bremse möglich ist. In dieser Zeit kann der Windkraftanlagenbetreiber oder -hersteller die Wartung gezielt – abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess – vornehmen. In einer weiteren Ausbaustufe übernimmt das Modul gleichzeitig auch die Ansteuerung der Bremse und ersetzt damit einen Gleichrichter. Schaltzustandsüberwachung und Bremsenansteuerung sind also in einem Gerät kombiniert.

Zustandsüberwachung ohne Schalter

Da der Roba-brake-checker sensorlos arbeitet, also kein Mikroschalter oder Näherungsinitiator zur Schaltzustandsüberwachung außen an der Bremse angebracht werden muss, können Sicherheitsbremsen in Grundbauform eingesetzt werden. Zudem entfallen die zusätzliche Verkabelung und die – je nach Schutzart – eventuell nötige Abdichtung der Schalter und Initiatoren. Anders als bei der Lösung mit Schaltern und Initiatoren, die aufgrund ihrer Einbausituation an der Bremse Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind, erfolgt die Überwachung mit dem Roba-brake-checker vom Schaltschrank aus, das heißt in geschützter Umgebung. Ausfälle durch Vereisen und Fehlsignale durch Schmutz, wie zum Beispiel Reibstaub, sind damit ausgeschlossen. Durch das elektrische Schalten des Moduls kann zudem die Anlagenverfügbarkeit erhöht werden. Denn es entsteht keine kritische Funkenbildung mehr am Schaltschütz, die bei üblicher Beschaltung zum Verkleben der Kontakte führen kann.

Lösungen für die Windkraft

Neben den Bremsen für Yaw- und Pitchantriebe und den dazugehörigen Monitoring-Lösungen bietet Mayr Antriebstechnik weitere Sicherheitsbremsen für vielfältige Einsatzbereiche in der Windkraft. Der Antriebstechnikspezialist bietet laut Andreas Merz ein breites Spektrum an Lösungen: „Das reicht zum Beispiel von Zangenbremsen für den Hauptantrieb von Kleinanlagen über Sicherheitsbremsen für Servicelifte, die Personen befördern, bis hin zu robusten, korrosionsgeschützten Outdoor-Sicherheitsbremsen. Letztere finden sich zum Beispiel in den Antrieben der Stützen von Installationsschiffen oder in den Hubantrieben von Kranen auf Offshore-Plattformen“, fasst er zusammen. „Und auch bei den Sicherheitskupplungen ist das Portfolio breit: Wir haben zum Beispiel verschiedene Sicherheitskupplungen für die Antriebe von Steighilfen in den Türmen der Windkraftanlagen, schaltbare Kupplungen für die Antriebe von Wartungs- und Installationsplattformen genauso wie leistungsstarke Großkupplungen für Getriebeprüfstände.“



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