In de bossen van Canada, in afgelegen Australische dorpen of aan de Noordzee, worden energie-efficiënte windturbines ingezet voor een betrouwbare elektriciteitsvoorziening gedurende meer dan twintig jaar. Om dit te bereiken, moeten de interne elektronica van deze imposante constructies bescherming krijgen tegen kou, oververhitting en stof, terwijl ze ook consistent en betrouwbaar blijven functioneren.
Het klimaat stelt extreme eisen aan windturbines
In 2018 heeft de Duitse windenergievereniging bijna 31.000 windgeneratoren geïnstalleerd in Duitsland . China en de Verenigde Staten staan bovenaan de lijst van landen met de grootste groei in windenergie wereldwijd.
Afhankelijk van de locatie moeten de klimatologische omstandigheden het systeem aanpassen. In het Canadese Lac Alfred daalt de temperatuur 's winters vaak onder de -30 °C. Verwarmingssystemen voorkomen ijsvorming op de rotsen. Verwarmingssystemen moeten ijsvorming op de rotorbladen en onbalans voorkomen. De kou vereist ook bescherming voor de elektronische elementen. Daarom installeert men verwarming in de behuizingen om de temperatuur ongeveer vijf graden boven het vriespunt te houden. Aan de andere kant is warmte de grootste uitdaging bij Mount Mercer in de Australische staat Victoria. Soms kunnen er stromen van enkele duizenden ampères door de vermogenselektronica in de behuizingen stromen. Zelfs bij de allerhoogste efficiëntie moet er bij zomertemperaturen nog steeds veel afvalwarmte betrouwbaar en efficiënt uit de behuizingen worden afgevoerd met behulp van Rittal ventilator- en filterunits. In regio's waar landbouw een belangrijke rol speelt, moeten de behuizingen de elektronica bovendien bijzonder goed beschermen tegen stof.
Kwaliteitscontrole is essentieel
Elk onderdeel in de energie-efficiënte windturbines moet optimaal functioneren. In typische installaties worden tien tot vijftien behuizingen gebruikt in elke energie-efficiënte windturbines. Een van de belangrijkste behuizingen is de zogenaamde "topbox" bovenin de gondel. Vanaf deze locatie controleert men onder andere de aandrijflijn en reguleert men de rotatie van de gondel. Hierdoor is het des te belangrijker om schokbescherming te bieden. Daarom heeft Rittal een variant van de VX25-behuizing ontwikkeld waarbij de montageplaat mechanisch versterkt is. De "onderkast", de tegenhanger van de bovenkast in de gondel, wordt in de toren geïnstalleerd en neemt ook de besturings- en bewakingsfuncties op zich. In de meeste installaties bevindt zich hier ook de omvormer; deze is geïnstalleerd in behuizingen met vier tot zes sleuven. Hij geeft de door de wind gegenereerde stroom de juiste frequentie voor invoer in het elektriciteitsnet. Hiervoor is het bijzonder handig gebleken dat de VX25 behuizingen van Rittal ook zeer flexibel als in een modulair systeem kunnen worden uitgebreid en dan in rijen (bayed) in alle richtingen kunnen worden gerangschikt. De behuizingen zijn ook extreem robuust, bijvoorbeeld op het gebied van corrosiebestendigheid en schadebestendigheid.
Ontwikkeling naar Industrie 4.0
In sommige installaties sturen de energie-efficiënte windturbines hun belangrijkste operationele gegevens al regelmatig naar de centrale database van de windturbine-exploitant: Deze informatie is belangrijk om te beoordelen hoe goed de systemen op een bepaald moment werken. Het doel is om slijtageonderdelen precies te vervangen wanneer dat nodig is. Dit geldt bijvoorbeeld ook voor de ventilator- en filtereenheden op de behuizingen. Wanneer men het tijdstip nauwkeuriger kiest, kan men de onderhoudskosten efficiënter verlagen.
Een oplossing die Rittal biedt, is het gebruik van ventilator- en filterunits met EC-technologie. Deze verbruiken niet alleen minder stroom, maar maken het ook mogelijk om de ventilator aan te sturen via de standaard geïntegreerde besturingsinterface en om het toerental en de werking van de ventilator te controleren. Daarnaast is het mogelijk om het toerental van de Rittal ventilator-filterunits te regelen. Dit verhoogt de energie-efficiëntie en levensduur van de ventilatoren.
Rittal is ook de juiste partner als het gaat om het koelen van de behuizingen: De actieve koelaggregaten uit de Blue e+ serie kunnen zelfs een eigen IP-adres krijgen. Zo worden de meetwaarden van alle sensoren in de koelunit weergegeven. De RiDiag softwaretoepassing maakt het mogelijk om te communiceren met de koelapparaten via zowel USB als een netwerk. Met deze diagnosesoftware worden koelapparaten nu een integraal onderdeel van Industrie 4.0-concepten. De diagnosesoftware optimaliseert de werking, wat weer leidt tot verdere grote besparingen.
