Schaltschränke – Stark und smart bei Wind und Wetter

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„Dabei kommt es darauf an, die Lüfter dort zu positionieren, wo die heißesten Komponenten sitzen. Ein Schrank in einer Windenergieanlage in der Hot-Climate-Version kann durchaus vier bis fünf Lüfter haben“, erklärt Reimers. In Regionen, die stark von der Landwirtschaft geprägt sind, müssen die Schaltschränke die Elektronik auch besonders gut vor Staub schützen, der vor allem beim Pflügen und bei der Ernte aufgewirbelt wird und bis in den Turm der Windkraftanlage vordringen kann.

Qualitätskontrolle ist essentiell für den Anlagenbauer

Eine Anforderung ist allerdings allen Standorten gemeinsam: Jedes einzelne Bauteil in der Windturbine muss optimal funktionieren. Deshalb nimmt Senvion akribisch jeden einzelnen Schritt unter die Lupe: Mit Qualitätsaudits überprüft der Windanlagenbauer zum Beispiel die Produktionsstätten seiner Lieferanten. Sämtliche Komponenten werden zudem kontrolliert, wenn sie in der Senvion-Fertigung ankommen und bevor sie die Fabrik wieder verlassen.

Das gilt natürlich auch für die Schaltschränke von Rittal. In den allermeisten Fällen hat ein Lieferant diese bereits mit ihrem elektronischen Innenleben bestückt, wenn sie bei Senvion eintreffen: Mikrocontroller, Leistungshalbleiter, Sicherungen, Kontakte, Relais, Leistungsschütze und vieles mehr sind dann bereits installiert. „Bei einigen Schaltschränken geben wir den Lieferanten nur die Spezifikationen vor, bei anderen erstellen wir selbst einen genauen Schaltplan. Dafür nutzen wir dann die Software Eplan Eletric P8“, erklärt Reimers.

Insgesamt gibt es zehn bis fünfzehn Schaltschränke in jeder Windkraftanlage. Einer der wichtigsten Schaltschränke in einem Windrad ist die sogenannte Top-Box oben in der Gondel, von der aus der Antriebsstrang überwacht und u. a. die Drehung der Gondel gesteuert wird.

Sie wird direkt im Senvion-Werk montiert und noch in der Fertigungshalle erstmals in Betrieb genommen und getestet. „Mit jeder Stufe, die ein Bauteil auf dem Weg von der Fertigung zur Inbetriebnahme durchläuft, steigen die Kosten, um einen möglichen Fehler aufzuspüren“, erklärt Reimers.

Umso wichtiger ist es, diese vor Erschütterungen zu schützen. Dafür hat Rittal eine Variante des Schaltschrankes TS 8 entwickelt, bei dem sowohl die Montageplatte als auch der Verschluss mechanisch verstärkt sind. Die Verstärkung verhindert, dass von der Windkraft-anlage ausgehende Vibrationen den Schaltschrank in Schwingungen versetzen, die sich sonst schlimmstenfalls immer weiter aufschaukeln könnten.

Anlagentechnik in der Bottom-Box

Die Bottom-Box, quasi das Pendant zur Top-Box in der Gondel, steht im Turminneren und übernimmt ebenso Steuer- und Überwachungsfunktionen. Dort findet sich bei den meisten Anlagen auch der Umrichter, der in vier bis sechs aneinander gereihten Schaltschränken eingebaut ist. In einigen Anlagentypen ist der Umrichter in der Gondel eingebaut.

In jedem Fall ist er das elektronische Herz der Windenergieanlage und bringt den Windstrom auf die passende Frequenz, um ihn ins Stromnetz einzuspeisen. Für diesen Einsatz ist es besonders praktisch, dass sich die TS-8-Schaltschränke von Rittal standardmäßig wie in einem Baukasten-System sehr flexibel ausbauen und in alle Richtungen anreihen lassen – ob Seite an Seite oder Rücken an Rücken, alles ist mit minimalem Aufwand möglich. Je nach Größe des Umrichters kann die Schaltschrankkombination entsprechend einfach erweitert werden.

Dank der dreischichtigen Oberflächenbehandlung (Nanokeramische Vorbehandlung, Elektrophorese-Tauchgrundierung und Struktur-Pulverbeschichtung) sind sie zudem extrem robust gegenüber Korrosion und Beschädigungen. So können Kunden wie Senvion für alle ihre Windenergieanlagen weltweit ein einziges Schaltschranksystem nutzen – ganz gleich, ob die Windräder im Schnee, in den Tropen oder auf hoher See stehen – und egal welche Ausbauanforderungen gestellt werden.

Die Top-Box und die Bottom-Box tauschen permanent Daten miteinander aus und kommunizieren auch mit dem „Turbine Control Center“ von Senvion. Ob im kanadischen Lac Alfred, im Hepburn Community Windpark in Australien oder auf der Nordsee – wenn irgendwo auf der Welt der Hauptrechner einer Senvion-Windturbine eine Auffälligkeit an der Anlage registriert, taucht die Meldung kurz darauf auf dem Bildschirm eines Mitarbeiters in der Leitwarte auf.

Von dort aus können die Techniker direkt auf die Anlage zugreifen und sich ein genaues Bild verschaffen. Kleinere Probleme lösen sie direkt am Computer. Reicht das nicht, alarmieren sie ein Serviceteam vor Ort. Mindestens dreimal täglich rufen die Techniker außerdem aktiv den Status jeder Anlage ab.

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