Stecker Windkraftanlage | von Mini bis Mega
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Mit ihrer Verbindungstechnik begleitet die Harting Technologiegruppe die Transformation im Energiesektor und trägt als Partner der Windindustrie zur Energiewende bei. In Zusammenarbeit mit WEA-Herstellern und auch eigenständig erforscht und produziert der Steckverbinderspezialist Stecker Windenergie Konzepte, Komponenten und individualisierte Angebote für die spezifischen Anforderungen an WEA an Land und auf See. Einige davon stellen wir ihnen nachfolgend vor.
Inhalt
- Steckverbinder zur Fertigungsoptimierung in der Windenergie
- Mit Steckverbindern Modularität von Windenergieanlagen steigern
- Steckverbinder für LED-Beleuchtung im Turm einer Windkraftanlage
Steckverbinder zur Fertigungsoptimierung in der Windenergie
18.09.2019 | Harting stellt für Windkraftanlagen neue Han Steckverbinder der Baureihe B mit rückwertiger Montage, Han 1A aus Hochleistungskunststoff und einen faseroptischen Drehübertrager für Lichtwellen mit bidirektionaler Datenübertragung vor.
Die Han Industriesteckverbinder ermöglichen die rückseitige Montage von Schnittstellen in Schaltschränken für Windenergieanlagen (WEA). Mit dieser Option können alle relevanten Arbeitsschritte beim Anschluss aus dem Schaltschrank heraus durchgeführt werden.
Darüber hinaus können viele Installationsschritte in die Konfektionierung vorverlagert werden. Die Option der rückwärtigen Montage steht für den Han B im Metall- und Kunststoff-Gehäuse zur Verfügung.
Der kompakte Steckverbinder Han 1A besteht aus Hochleistungskunststoff, ist leicht und beansprucht nur wenig Bauraum. Er eignet sich für IP20-Verbindungen in Schaltschränken ebenso wie für Outdoor-Anforderungen. Denn in geschlossenem Zustand erreicht er die Schutzklasse IP65. Aufgrund seiner Modularität und einer Vielzahl unterschiedlicher Einsätze eignet er sich insbesondere für Sensoren, kleine Antriebe und Beleuchtung.
Immer größere Windkraftturbinen erhöhen Datenmenge
Durch die zunehmende Digitalisierung in Kombination mit immer größeren Turbinen sieht sich die Windindustrie mit einer stetig steigenden Datenmenge konfrontiert. Für die störungsfreie und schnelle Übertragung dieser Daten präsentiert der Hersteller den neuen faseroptischen Drehübertrager für Lichtwellen mit bidirektionaler Datenübertragung.
Dieser erfüllt die Anforderungen eines noch schnelleren Austausches großer Datenvolumina zwischen der Gondel und der sich drehenden Nabe. Das verschleiß- und wartungsfreie System bietet eine durchgängige optische LWL-Vernetzung der gesamten Anlage – vom Turmboden über die Gondel bis in die Nabe.
Mit Steckverbindern Modularität von Windenergieanlagen steigern
10.01.2018 | Gut 50.000 MW Strom für Haushalte und Unternehmen produzieren die rund 30.000 Windenergieanlagen (WEA) derzeit in Deutschland. Der Ausbau der Windenergie entscheidet mit über das Gelingen der zu Beginn des Jahrzehnts eingeleiteten energiepolitischen Wende: Weg von der Atomkraft – hin zu regenerativen Energien und Reduktion des Energieverbrauchs. Mit ihrer Verbindungstechnik begleitet die Harting Technologiegruppe die Transformation im Energiesektor.
Werthaltigkeit der Anlagen
Das Portfolio von Harting reicht von Einzelkomponenten bis hin zu kompletten kundenspezifischen Lösungen und Digitalisierungsstrategien. Das Angebot umfasst ebenso Beratung und Service und bildet damit die Basis für langfristig lukrative und sichere Investitionen in dieser Branche.
Hybride regenerative Energiegewinnung aus Sonne und Wind
WEA sind on- wie offshore außerordentlichen Beanspruchungen durch Besonderheiten des Standorts, Klima, Korrosion und weitere Umwelteinflüsse ausgesetzt. Höchste Zuverlässigkeit, beste Materialien, große mechanische Robustheit der verwendeten Komponenten, rasche Montage, optimale Wartungszyklen sowie ein einfacher Service schaffen die Voraussetzungen für eine maximale Werthaltigkeit der Anlagen.
Modulare Windenergieanlagen
Die Steckverbinder des Herstellers tragen dazu bei, die Kosten für die Errichtung und den Betrieb der WEA zu senken. Modulare WEA sind flexibel beim Aufbau und die Komponenten lassen sich rasch austauschen. Mithilfe von Steckverbindern lässt sich die Modularität der Anlagen signifikant steigern. Immer mehr WEA sind entsprechend konzipiert. Die Vorkonfektionierung einzelner Einheiten ermöglicht das Baukastenprinzip. Erst am Bestimmungsort der WEA werden die Komponenten schnell und problemlos zusammengefügt.
Bei der Verwendung der Harting-Steckverbinder zwischen den WEA-Modulen lassen sich der finanzielle und personelle Aufwand bei der Installation und beim Betrieb begrenzen. Ein gutes Beispiel sind Steckverbinder an der Schnittstelle zwischen Schleifringkörper und (ruhender) Nabe. Über den Schleifring laufen unter anderem die Signale für die Pitch-Systeme, die den Stellwinkel der Rotorblätter festlegen.
Steckbare Lösungen statt Festverdrahtung
Eine steckbare Lösung wie Han-Modular-Kontakteinsätze und Han-Modular-Gelenkrahmen bietet hier gegenüber einer Festverdrahtung große Vorteile: Der Schleifringkörper lässt sich schneller austauschen. Die Stillstandzeit verkürzt, der Umsatzausfall verringert sich. Und im Wartungsfall können der Schleifringkörper ohne Eingriff in das Pitch-System ausgewechselt und es müssen keine Verbindungsleitungen demontiert werden.
Ebenso einfach lassen sich die Antriebe für die Rotorblattverstellung, die Blattheizung, die Befeuerungsanlagen und die Windnachführung sowie die Generator-Bremsen anschließen. Aufwendige Verdrahtung entfällt. Im Wartungsfall sind verschlissene Teile ohne Komplikation und zügig per Plug-and-play zu ersetzen. Steckverbinder erleichtern nicht zuletzt die Arbeit der Aufbaumonteure, die Komponenten mitunter in schwer zugänglichen Winkeln von Gondel und Turm anbringen müssen.
Viele WEA-Typen verwenden ein Getriebe, um Drehzahl und Drehmoment zwischen Rotor und Generator abzustimmen und so den Wirkungsgrad zu optimieren. Steckverbinder beschleunigen auch hier die Installation: Mit vorkonfektionierten Kabeln und Steckverbindern mit hohem Schutzgrad wie „Han-Eco“, „Han HPR“ oder „Han M“ sind die erforderlichen Verbindungen zwischen den Getriebeteilen schnell hergestellt.
Auch für die Turmbeleuchtung bietet der Einsatz dieser Steckverbinder Vorteile: Die Energiebus-Elemente für die Beleuchtung lassen sich in den Turmsegmenten vorinstallieren. Auf der Baustelle müssen die Monteure nur noch die Segmente zusammenzustecken. Für diese Tätigkeit ist der Einsatz von Elektrofachkräften nicht zwingend erforderlich.
Das Innenleben von WEA Leistungsschränken wird durch Steckverbinder leichter handhabbar. Statt der üblichen Festverdrahtung empfehlen sich steckbare Lösungen aus den Baureihen „Han B“, Han Eco, „Han Com“, „Han E“ und „Han-Modular“.
Steckverbinder reduzieren Aufwand
In allen Fällen verringert der Einsatz von Steckverbindern den finanziellen und zeitlichen Aufwand. Sie beschleunigen die Installation und erhöhen die Modularität einer WEA. Gleichzeitig senken sie Investitions- und Betriebskosten und bieten Optionen für die Optimierung bzw. Modularisierung der Leistungsschränke. Hinzu kommt, dass die Aufbaulogistik von Onshore-Anlagen mit einer durchschnittlichen Leistung von 3,3 MW ohne modulares Design schnell an ihre Grenzen gelangen würde. Wirtschaftlich amortisiert sich der Einsatz von Steckverbindern durch Zeitgewinn und Kostenreduktion in der Regel bereits binnen weniger Jahre.
Der Hersteller fertigt neben Steckverbindern LED-Beleuchtungssysteme als ganzheitliche Systemlösungen. Hochpräzise Messwandler für WEA können Anzeigegeräten wie Stromzählern und Spannungsmessern vorgeschaltet werden. Auf Wunsch lässt der Hersteller seine Messwandler auch eigens von einer staatlich anerkannten Stelle eichen. Damit unterstreicht er zusätzlich die Präzision der Mess- und Abrechnungsverfahren, welche die Geräte nutzen.
Steckverbinder für LED-Beleuchtung im Turm einer Windkraftanlage
24.06.2017 | Leistungsfähige Steckverbinder sorgen in Windenergieanlagen für die Steuerung der Gondel, die windabhängige Stellung und Veränderung der Rotorblätter, die Blattheizung und die Befeuerungsanlagen. Die Harting Technologiegruppe ist seit mehr als 30 Jahren technologischer Partner der weltweit bedeutendsten Hersteller von Windenergieanlagen. In der Partnerschaft mit Enercon wurde ein LED-Beleuchtungssystem im Turminneren realisert.
Seit dem 2011 beschlossenen Atomausstieg ist Deutschland durch die Förderung und den Bau von Windenergieanlagen weltweit führend bei der Nutzung alternativer Energie. Stand Ende 2016 wurden hierzulande bereits über 27.000 Windenergieanlagen errichtet mit rund 46.000 MW installierter Leistung.
Kupplungen, Bremsen und Monitoring für die Windkraftanlage
Die Mehrzahl der Anlagen wird an Land betrieben. Die Anforderungen an alle Komponenten einer Onshore-Anlage sind außerordentlich hoch. Eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten und Teilsysteme für die Stromversorgung, die Datenkommunikation und die Übertragung der Steuersignale ist in den Anlagen integriert. Leistungsfähige Steckverbinder spielen dabei eine große Rolle. Mit ihren Produkten, ihren Lösungen und dem technologischen Know-how verfügt Harting über eine große Erfahrung in der Windindustrie.
Steckverbinder auch für Mini Windkraftanlage
Beste Qualität und Verarbeitung, passgenaue Konzepte und maximale Lebensdauer werden für die in bergigen Schwachwindstandorten installierten Kleinwindkraftanlagen für das Hausnetz aud dem Dach oder Balkon mit einer Nennleistung von etwa 45 kW und einem Rotordurchmesser von nur wenigen Metern ebenso erwartet wie für Großwindkraftanlagen mit 140 m Nabenhöhe und einer Nennleistung von mehr als 4000 kW.
Mit seiner Steckverbinder-Technologie setzt der Harting Verbindungs-Standards für Onshore- und Offshoreanlagen. Große Temperaturschwankungen, wechselnde Windverhältnisse und die spezifischen Bedingungen an den Aufstellorten in klimatisch und infrastrukturell ganz unterschiedlichen Ländern und Regionen stellen hohe Anforderungen an Material, Zuverlässigkeit und Service der Mini Windanlage oder dem Megawatt Windrad.
Die Standort- und Umgebungsfaktoren maritimer Projekte stellen zusätzliche Schwierigkeiten dar. Wasserfeste Stecker Windräder, auch Stecker Solaranlagen, korrosionsbeständige Gehäuse, die gegen den erhöhten Salzgehalt des Wassers und der Seeluft resistent sind, erfordern einen entsprechend hohen Schutzgrad der eingesetzten Komponenten.
Trends im On- und Offshorebereich
Der flexibel einsetzbare Han-Eco Steckverbinder bietet Schutzgrad IP 65 und ist auf einen Temperaturbereich von -40° C bis 125° C ausgelegt. Die Fertigung aus Hochleistungskunststoff bietet eine hohe Resistenz gegen aggressive Umwelteinflüsse wie Salznebel und eine große mechanische Robustheit. Durch sein geringes Gewicht entspricht der Han-Eco den Trends im On- und Offshorebereich zur Reduzierung des Turbinengewichts, zum modularen Aufbau von Windenergieanlagen und zur Leistungssteigerung aufgrund der zunehmenden Höhe der Anlagen und größerer Rotorblätter.
Gemeinsam mit der Windindustrie entwickelt Harting spezifische und individualisierte Leistungen von einzelnen Komponenten bis hin zu Komplettlösungen (Kabelkonfektionen) und Systemen, die schon während des Fertigungsprozesses oder vor Ort installiert werden können. So konstruierten die Ingenieure gemeinsam mit dem Windenergieanlagen-Hersteller Enercon (Bild oben) einen Steckverbinder mit schwarzer Pulverbeschichtung, der in überseeisch stationierten Anlagen eingesetzt wird. Zu den gemeinsamen erfolgreichen Projekten gehören auch Steckverbinder für größere Ströme (>100 A ….300 A) und ein Gehäusekonzept für ein neues LED-Beleuchtungssystem im Turminneren von Windenergieanlagen (WEA).
LED-Leuchten halten mehr als 100.000 Stunden
Das Beleuchtungssystem verwendet eine LED-Leuchte mit einer hohen Lebensdauer von größer 100.000 h. In die Gehäuse sind Kühlkörper eingelassen. Die Versorgung für die Leuchten teilt sich in zwei Stromkreise mit gerader und ungerader Lampenzahl. Am Ende eines jeden Stranges befindet sich ein Signalgeber, der bei Ausfällen akustische Warnungen im WEA-Turm auslöst.
Dieser Mechanismus sowie die Zweiteilung des Stromkreises garantieren die Funktionalität der Notstrombeleuchtung bei Ausfall eines Stromkreises. Die LED-Beleuchtung für den WEA-Turm ist modular aufgebaut und wird aus dem Turmfuß unterbrechungsfrei mit Spannung versorgt. Das System beschleunigt die Installation und erleichtert die Arbeit im Service- und Wartungsfall.
Darüber hinaus liefert Harting LED-Beleuchtungssystemen als ganzheitliche Systemlösungen mit steckbarem Geräteanschluss, konfektionierten Leitungen, Verteilereinheiten und bei Bedarf einer unterbrechungsfreien Spannungsversorgung. Aufgrund individueller Analysen werden die LED-Leuchten so in der Anlage platziert, dass ihre Gesamtzahl gering bleibt und die Energiekosten sinken.
Mini-Industrie-Computer für die Windenergie
Auch mit dem Mini-IPC Mica geht das Unternehmen neue Wege im Bereich der Windenergie und denkt Connectivity neu. Die Mica erlaubt es, sehr leicht und günstig alte Bestandsanlagen zu vernetzen und fit zu machen für Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Der digitale Retrofit ist eines der Trendthemen aktuell. Aber auch für neue Anlagen mit dezentraler Datenerfassung und Vorverarbeitung („fog“ oder „Edge Computing“) eignet sich die Mica bestens.
Miniatur Steckverbinder für sichere Signalübertragung
Ein Beispiel ist die kontaktlose Zustandsüberwachung der Temperatur an rotierenden Achsen. Dabei wird per RFID ohne Batterie über die Lebenszeit der Achse die Temperatur erfasst und auf der Mica vorverarbeitet. Nur im Fall einer Grenzwertüberschreitung wird ein Alarm abgesetzt. Damit zeigt der „kleine“ Hermes Award-Gewinner, was heute möglich ist.
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Jens Grunwald ist Assistent der Geschäftsführung Harting Deutschland, Neue Technologien und Systemintegration.