Rotorunwuchten an Windenergieanlagen


 

Der Rotor steht an der ersten Stelle der Energieumwandlung. Unwuchten am Rotor wirken sich wirtschaftlich auf die Rentabilität und technisch auf die gesamte Struktur aus.

 

Abweichungen der Blattwinkel führen zu Ertragsverlusten, da die Aerodynamik gestört ist. Nach unserer Erfahrung werden ca. 1/4 der Windkraftanlagen mit nicht optimal eingestellt Blättern betrieben. Die  Ertragsverluste liegen dabei meist in der Größenordnung von 1 bis 2 Prozent.

 

Pitchwinkelmessungen Lucks Technologies
Ertragsverluste durch Blattwinkelfehler

Unwuchten erzeugen unnötige Lasten in der Anlage und führen zu einem verfrühten Verschleiß. In der folgenden Grafik sind die axialen Turmbewegungen vor und nach der Korrektur dargestellt.  Mit der Korrektur der Unwucht wurden die Turmschwingungen um den Faktor 5 reduziert.

 

Unwuchtmessungen Lucks Technologies
Turmschwingungen vor und nach der Korrektur

Bestimmung von Rotorunwuchten


 

Unser Leistungsangebot sind mobile Messungen. Mit den von uns entwickelten Messsystemen können aerodynamische und massenerregte Unwuchten sehr genau und auf einfache Weise im normalen Betrieb der Anlage detektiert werden.

 

Kennzeichen unserer Messverfahren:

 

  • keine Stillstandzeiten
  • Messungen unter realen Betriebsbedingungen im Netzbetrieb

 

Die Messergebnisse sind vor Ort verfügbar und können unmittelbar für Korrekturmaßnahmen genutzt werden.

 

Für die Erfassung von Rotorunwuchten stehen uns verschiedene Messsysteme zur Verfügung. Je nach Anforderung kommen laserbasierte, akustische oder die Kombination beider Messverfahren  zur Anwendung.

 

 

Messprinzip

 

Der Rotor erzeugt im Betrieb ein geometrisches und ein akustisches Profil. Messprinzip ist die Aufnahme der Profile über mehrere Umdrehungen. 

 

In Abhängigkeit von den Anstellwinkeln ändern sich die Profilkonturen und die Schallemissionen. 

 

  • Das geometrische Profil erfassen wir mit einem reflektorlos messendem Laser-Distanzsensor.
  • Das akustische Profil erfassen wir mit einem Richtmikrofon.

 


Geometrisches Profil

 

Bei der Lasermessung werden die Informationen aus der Distanzmessung für die Erfassung der Profilkonturen und der Turmbewegungen genutzt.

Eine Massenunwucht zeichnet sich dadurch aus, dass der Gewichtsschwerpunkt des Rotors nicht in der Drehachse liegt. Dem Schwerefeld der Erde folgend, wird der Rotor dadurch in der Rotation beschleunigt und gebremst. Mit der Zählung der Messwerte zwischen den Blättern können Drehzahländerungen hochgenau erfasst.

 

  • Bestimmung der relativen Blattwinkeldifferenzen 
  • Detektion von masseerregten Unwuchten

Akustisches Profil

 

Das akustische Verfahren wurde im Besonderen für die Bestimmung von Blattwinkeln an Offshore-Anlagen entwickelt, kann aber auch Onshore eingesetzt werden.

 

Bei der akustischen Messung werden die aufgenommenen Zeitsignale in ihre Frequenzanteile zerlegt und analysiert. 

 

 

  • Bestimmung von relativen Blattwinkeldifferenzen 
  • Vergleich von baugleichen Anlagen für die Detektion von Abweichungen der absoluten Blattwinkel.

 

 

 


Übersicht Messverfahren

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laser 

Onshore

Akustik

Offshore


Relative Blattwinkelabweichungen

Fehlstellungen einzelner Blätter

 

 ja

 ja


Absolute Blattwinkelabweichungen

Fehlstellung aller Blätter

 

 nein

 ja


Massenunwucht

Detektion von masseerregten Unwuchten

ja

nein