Proportional-Wegeventile für Windkraftanlagen

Das weltweite Streben nach Nachhaltigkeit hat zu einem verstärkten Interesse an alternativen Energiequellen neben Kohle und fossilen Brennstoffen geführt. Eine dieser nachhaltigen Quellen ist die Nutzung der Windenergie durch Windturbinen, die die Windbewegung mit Hilfe von Rotorblättern und einem Stromgenerator in elektrischen Strom umwandeln. Da die Windenergiequelle nicht konstant ist, passen die Windturbinen den Winkel der Rotorblätter (“Pitch-Winkel”) an, um ihre Stromerzeugung als Reaktion auf die wechselnden Windverhältnisse zu optimieren.
Das hydraulische Pitch-System, das sich in der Turbinennabe befindet, dreht die drei Rotorblätter mit variablem Pitch, um die Drehzahl des Generators auf der Grundlage eines Rückmeldesignals präzise zu regeln. Dadurch wird sichergestellt, dass die vom Verbraucher benötigte elektrische Leistung unabhängig von der Windgeschwindigkeit erzeugt wird, wodurch die Energieausbeute optimiert und die mechanische Belastung verringert wird, was wiederum die Lebensdauer der Windkraftanlage verlängert.

Das hydraulische Pitchsystem bietet eine effiziente und zuverlässige Möglichkeit zur Regelung des Pitchwinkels einer Windkraftanlage, da es die Anforderungen an eine lange Betriebsdauer erfüllt und zudem eine genaue und leistungsstarke Regelung des Pitchwinkels ermöglicht. Beim hydraulischen Pitchsystem wird der Winkel der Rotorblätter über Hydraulikzylinder verändert: Die Versorgungsquelle befindet sich im festen Bereich der Gondel, während sich der Antrieb jedes Blattes mit der Nabe dreht.
Die Proportional-Wegeventile sind die Schlüsselkomponente des Systems, die eine genaue und hochdynamische Position des Antriebs gewährleisten soll. Zuverlässigkeit ist ein weiterer Schlüsselfaktor, da Proportional-Wegeventile unter hoher mechanischer Belastung arbeiten: In der rotierenden Turbinennabe sind sie starken Vibrationen, Stößen und Rotationskräften ausgesetzt. Auch von Blitzeinschlägen sind sie nicht gefeit.
Außerdem müssen Proportional-Wegeventile für den Betrieb unter kritischen Umweltbedingungen ausgelegt sein, wie z. B. in nördlichen Regionen oder in Meeresgebieten, die durch niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet sind.

Atos hat eine Reihe von Proportional-Wegeventilen entwickelt, die speziell für die hohen Anforderungen von Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen ausgelegt sind. Atos Digitale Proportionalventile mit integrierter Elektronik bietenüberlegene Leistungen, hohe Zuverlässigkeit sowie fortschrittliche Einstell- und Diagnosefunktionen.
Eigenschaften:

• hohe dynamische Ansprechzeit mit exzellenter Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Kolbenposition
• robuste Ausführung gemäß mechanischen Belastungstests für Sinus-/Zufallsvibrationen EN 60068-2-6 und Stöße EN 60068-2-27
• EMV-Konformität gemäß den Normen EN 61000-6-2, -3, -4
• Verbesserter Schutz gegen Blitzschlag nach EN 61000-4-9 und Störungen in Verbindung mit Mittel- und Hochspannungsstationen nach EN 61000-4-10
• IP66 / IP67 Klassifizierung gegen Schmutz, Fett und Feuchtigkeit
• Erweiterter Umgebungstemperaturbereich bis zu -40°C
• erweiterte Ferndiagnosefunktionen dank eingebautem Oszilloskop und permanenter Alarmhistorie
• Feldbus-Kommunikation CANopen, PROFIBUS, EtherCAT, POWERLINK,EtherNet/IP und PROFINET

Dank der digitalen Elektronik können der Volumenstrom und die Leistung des Ventils an die verschiedenen Anforderungen der Turbine angepasst werden, wobei die Kompatibilität mit den vorhandenen Regelparametern gewährleistet ist.
Die digitalen Proportionalventile von Atos sind die bevorzugte Wahl für hydraulische Pitchsysteme mehrerer Windturbinenhersteller weltweit, die die überragenden Leistungen und die Zuverlässigkeit schätzen, die das Ergebnis jahrelanger Forschung und Entwicklung und erfolgreicher Praxiserfahrung sind.