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Sicherheitstechnik Können Safety-Drehgeber redundante Komponenten in Windenergieanlagen ersetzen?

| Autor/ Redakteur: Rudolf Franz Schlosser* / Ines Stotz

Die Sicherheitskonzepte in Windenergieanlagen erfordern zur eigentlichen Betriebsführung die Einrichtung eines redundant aufgebauten Sicherheits-Systems. Sinus/Cosinus-Drehgeber mit funktionaler Sicherheit von Pepperl+Fuchs erfüllen alle Sicherheits-Anforderungen bis SIL3 respektive PLe. Das macht im Maschinen und Anlagenbau redundante Technik überflüssig.

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Drehzahlmessung in Windenergieanlagen: Durch die integrierte Eigendiagnose-Fähigkeit der Safety-Drehgeber ist zum Aufbau der Sicherheitsfunktionen an einer Achse kein zweiter Drehgeber mehr notwendig.
Drehzahlmessung in Windenergieanlagen: Durch die integrierte Eigendiagnose-Fähigkeit der Safety-Drehgeber ist zum Aufbau der Sicherheitsfunktionen an einer Achse kein zweiter Drehgeber mehr notwendig.
(Bilder: Pepperl+Fuchs)

Daraus resultiert die Frage, ob es in WEAs Applikationen gibt, die Sensoren mit entsprechendem Safety Levels benötigen, um der Maschinenrichtlinie gerecht zu werden. Falls Anwendungen mit redundanter Elektronik gelöst werden, kann man davon ausgehen, dass man mit Safety Drehgebern Kostenersparnis und konstruktive Vereinfachungen erreichen kann.

Auch wenn Windenergieanlagen (WEA) nicht unbedingt typische Anwendungsfälle im Sinne der Maschinenrichtlinie (MRL) sind, sind sie per Definition funktionsfähige Maschinen und fallen somit in den Geltungsbereich dieser Richtlinien. Dem entsprechend müssen sie die Vorgaben in der funktionalen Sicherheit erfüllen.

Darüber hinaus macht die Richtlinie für die Zertifizierung von WEAs der Germanischen Lloyd Windenergie GmbH (GL) Aussagen zu den funktionellen Anforderungen an das Sicherheitssystem hinsichtlich Redundanz und Zuverlässigkeit. Doch schon aus wirtschaftlichen Gründen, nämlich um teure Stillstandszeiten und Wartungsaufwand zu reduzieren, werden immer umfangreichere Sicherheitssysteme mit redundanter Automatisierungstechnik installiert.

Hohe Anforderungen an die vollautomatische Regelung einer WEA

Die Betriebsführung einer WEA soll gewährleisten, am jeweiligen Standort aus dem vorhandenen Wind eine optimale Energieausbeute zu erzielen. Da dieser stark schwanken kann, sind die Anforderungen an die vollautomatische Regelung entsprechend hoch. Dazu muss sichergestellt werden, dass der vorgegebene Arbeitsbereich nicht verlassen wird und bei Böen, Turbulenzen oder durch Einflüsse aus dem Stromnetz keine unzulässigen Belastungen der Anlagenkomponenten entstehen. Dies könnte vorzeitigen Verschleiß oder gar den Ausfall von mechanischen und elektrischen Komponenten zur Folge haben.

Zudem muss garantiert sein, gefährliche Betriebszustände rechtzeitig zu erkennen. In solchen Fällen hat die Anlagensteuerung einzugreifen, um Gefahren für die Anlage, die Umwelt und den Menschen zu verhindern.

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