Rotor imbalances on wind turbines
The rotor is in first place of energy conversion. Imbalances on the rotor have an economic impact on profitability and a technical impact on the entire structure.
Deviations of the pitch angles lead to yield losses because the aerodynamics are disturbed. In our experience, about 1/4 of wind turbines operate with blades that are not optimally adjusted. The yield losses are usually in the order of 1 to 2 percent.
Imbalances generate unnecessary loads in the system and lead to premature wear. The following graph shows the axial tower movement before and after corrections. With the correction of imbalances, the tower vibrations were reduced by a factor of 5.
Detection of imbalances
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.
Overview methods
Laser measurements
ROMEG
Onshore
Acoustic measurements
AIDA
Offshore
Laser-Acoustic measurements
ROMEG + AIDA
Onshore
Aerodynamic imbalances
Misalignment of individual blades
yes
yes
yes
Absolute pitch angle deviations
Misalignment of all blades
no
yes
yes
Mass imbalance
Detection of mass exited imbalances
yes
no
yes
