Was ist ein Ausrichtungsfehler?

Was bedeutet ein Ausrichtungsfehler in einer Windkraftanlage?

Ein Ausrichtungsfehler in einer Windturbine bedeutet, dass die Rotoren und Blätter im Verhältnis zum Wind nicht in die richtige Richtung zeigen. Idealerweise wird eine Windturbine genau senkrecht zur Windrichtung positioniert. In dieser Position erhält die Windturbine die maximale Energiemenge aus der Windströmung.

Bei den meisten Windkraftanlagen liegt eine gewisse Fehlausrichtung vor, was zu einer geringeren Stromerzeugung führt. Eine Fehlausrichtung von acht Grad kann die jährliche Energieerzeugung (AEP) einer Windkraftanlage um ca. 2 % senken. Ein Ausrichtungsfehler kann das Turbinensystem zudem unnötig belasten und zu höherer Abnutzung und somit geringerer Lebensdauer führen.

Was verursacht Ausrichtungsfehler?

Es gibt mehrere Faktoren, die zu einem Ausrichtungsfehler führen können. Ein häufiger Grund ist die ungenaue Richtungskalibrierung des Windfahnen- und Positioniersystems. In der Regel geht dies aus einem mechanischen Problem hervor, das durch den Verschleiß des Schwenksystems verursacht wird.

Ein weiterer häufiger Faktor ist die ungenaue Windrichtungserkennung. Dies kann passieren, wenn Windstärkemessgeräte im Maschinenhaus es mit Turbulenzen zu tun haben, die durch die rotierenden Blätter der Windkraftanlage ausgelöst werden.

Und schließlich können fehlerhafte Einstellungen des Steuerungssystems, die vorschreiben, wann und wie die Turbine geschwenkt werden soll, zu einer Fehlausrichtung beitragen. Viele dieser Faktoren sind auf alternde Systeme zurückzuführen.

Wie kann man Ausrichtungsfehler erkennen?

Ein Ausrichtungsfehler wird gewöhnlich mittels einer der zwei hier beschriebenen Methoden festgestellt. Die erste Methode ist die Befestigung eines LiDAR-Systems an der Windkraftanlage. Dadurch wird eine genaue Messung der Windgeschwindigkeit und -richtung ermöglicht, bevor der Wind von den rotierenden Blättern „verwirbelt“ wird. Bei einem großen Windpark kann dies jedoch eine teure Lösung darstellen.

Bei einer anderen Methode wird ein unabhängiges Windstärkemessgerät in einem Turm in der Nähe der zugehörigen Windturbine verwendet, und anschließend werden die Messwerte mit dem Sensor der Einheit verglichen.

Beide Methoden sind zeitaufwändig und liefern lediglich Referenzdaten. Daher werden anstelle einer Erkennungsmethode für Ausrichtungsfehler oft fortschrittliche Regelalgorithmen eingesetzt, die automatisch die richtige Position finden, um volle Leistung zu generieren.

Wie kann man Ausrichtungsfehler korrigieren?

Moderne Nachrüstungen für die Turbinenregelung nutzen fortschrittliche Regellogik, um die durch Ausrichtungsfehler verursachte suboptimale Turbinenleistung zu minimieren. Selbstkalibrierende Regelalgorithmen erkennen Ausrichtungsfehler bei statischer Positionierung und sorgen für eine kontinuierliche Anpassung, um sicherzustellen, dass die Turbine ihr volles Potenzial ausschöpfen kann.

Emerson bietet einen selbstkalibrierenden Positionssteuerungsalgorithmus als Teil seiner standardmäßigen Nachrüstung von Windenergieanlagensteuerungen an. Es sind keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Der Algorithmus nutzt maschinelles Lernen und benötigt normalerweise nur zwei Wochen Zeit für die automatische Kalibrierung nach der Installation. Wenn sich die Windfahnen- und Positionskalibrierung verschiebt oder anderweitig verschlechtert, wird der Algorithmus angepasst und automatisch justiert.

Das Ergebnis ist eine Windturbine mit korrekter Rotorpositionierung und Leistungsoptimierung des Turbinengenerators. Nachrüstungen von Emerson können die Lebensdauer von Turbinen verlängern und die Produktivität in der Regel um 3–5 Prozent pro Jahr erhöhen, was sich innerhalb eines Jahres bereits bezahlt macht. Besuchen Sie unsere Seite für die Nachrüstung von Windkraftanlagen, um mehr zu erfahren.