Smarte, nachhaltige Lösungen sind nötig, um die Abkehr von fossilen Brennstoffen zu beschleunigen. Erneuerbare Energieträger bringen jedoch einige Herausforderungen mit sich. Alle stromerzeugende Anlagen sollen einen optimalen Wirkungsgrad erzielen – was bei Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen aufgrund wechselnder Wetterverhältnisse allerdings nicht so einfach ist. Hier werden flexible Systeme benötigt, die sich an die dynamischen Einflüsse anpassen, um den bestmöglichen Nutzen zu erzielen. MEGATRON leistet mit seinen Drehgebern der neuesten Generation einen wichtigen Beitrag zur Effizienzsteigerung dieser Applikationen.
Drehgeber steuern Anstellwinkel der Rotorblätter von Windkraftanlagen
Der Energieträger Wind zeichnet sich vor allem durch häufige Richtungs- und Geschwindigkeitswechsel aus. Das Ziel von Windkraftanlagen ist es, die Dynamik der Windkraft möglichst effektiv für die Energiegewinnung zu nutzen. Meist wird eine Bauform gewählt, bei der zwei separate mechanische Stellsysteme für die Parameter Richtung und Geschwindigkeit zum Einsatz kommen. Sehr häufig handelt es sich um Anlagen, die auf einem horizontalen Mast einen sternförmigen Rotor mit drei Blättern verwenden. Dadurch können die wechselnden Windeigenschaften bestmöglich genutzt werden.
Die Stellung der Gondel in Windrichtung wird über Elektromotoren im Gelenk der Rotationsachse gesteuert (Azimut-System). Das Stellsystem für den Anstellwinkel der Rotorblätter (Stallregelung) optimiert die Leistung der Anlage. Ziel ist es, eine annähernd konstante Nennleistung der Windkraftanlage für die jeweils vorherrschenden Bedingungen zu erhalten. Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten dient dieses System zugleich dem Schutz vor zu starken mechanischen Kräften und Überhitzung. Bei Gefahr werden die Rotorblätter in Fahnenstellung gedreht. Dadurch kommt es zu einem Strömungsabriss und die Auftriebskräfte fallen weg. Mit Hilfe von Bremsen werden die Rotoren dann zum Stillstand gebracht.
Verantwortlich für die korrekte Steuerung und Überwachung des Azimut-Systems sowie des Stellsystems für die Rotorblätter sind HTx36-Drehgeber von MEGATRON. Die Encoder übernehmen die Messung der Winkelpositionen beider Systeme. Die Drehgeber sind zwar nicht unmittelbar den Elementen ausgesetzt, jedoch spielen bei der Auswahl der Sensorik Temperaturbereich, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit sowie Reproduzierbarkeit der Messergebnisse eine entscheidende Rolle. Hier kommen die Stärken der HTx36-Drehgeber von MEGATRON ins Spiel. Es sind robuste Drehgeber, die Vibrationen, starken Temperaturänderungen und mechanischer Last standhalten.
Solar-Panels sind immer in der optimalen Position
Auch in Photovoltaikanlagen gilt es, den maximal möglichen Wirkungsgrad zu erzielen. Zusätzlich zum Azimut-System besitzen Hocheffizienz-Solaranlagen deshalb ein Elevationssystem. Während das Azimut-System der Sonne in Bezug auf die Himmelsrichtung folgt, richtet das Elevationssystem die Solar-Panels entsprechend der Sonnenhöhe aus. Die HTx36-Drehgeber von MEGATRON sorgen dafür, dass das Elevationssystem immer die aktuelle Position der Solar-Panels kennt. Die Encoder sind in diesen Anlagen oft den Elementen unmittelbar ausgesetzt und müssen deshalb erhöhte Umweltanforderungen erfüllen: Wichtig sind UV-Beständigkeit, ein adäquater IP-Schutz sowie ein Betriebstemperaturbereich, der einer direkten Sonneneinstrahlung standhält und den Betrieb bei Minusgraden ermöglicht.
Magnetische Sensortechnologie arbeitet hochpräzise
Im Wesentlichen stehen Anlagenbauern drei Sensortechnologien zur Wahl: potentiometrisch, optisch oder magnetisch. Bei optischen Drehgebern unterliegt das optische System einem geringen Verschleiß aufgrund der Alterung der LED sowie einem Aufwachsen von Partikeln auf den optischen Komponenten. Die potentiometrische Sensorik zeigt Schwächen im Bereich der periodisch wiederholten, langsamen Bewegungen und landet in puncto Lebensdauer (kontaktbehaftete Sensorik) meist weit hinter den anderen Technologien.
