Wäge- und Trimmsystem für Rotorblätter von Windenergieanlagen

Moderne Windenergieanlagen zeichnen sich dadurch aus, dass Sie bei hoher Leistungsfähigkeit auch hohen Kräften ausgesetzt sind. Gerade im Offshore-Bereich mit Rotorblättern von bis zu 62 m Länge (126 m Rotordurchmesser) ist ein „ausgewuchtetes“ System für die Langlebigkeit und Wartungsintervalle der gesamten Anlage ausschlaggebend.

Mit Hilfe moderner Wägetechnik lassen sich die statischen Momente der Rotorblätter von Windenergieanlagen trimmen. Somit wird ein Satz von Rotorblättern abgeglichen um Schwingungen sowie Unwuchten im Betrieb vermieden.

Um dies zu ermöglichen, plante und realisierte die Hamburger Waagenbau GmbH das Wägesystem „BladeBalance“. Es besteht aus einer Wägekonstruktion zur stationären Gewichtswerterfassung von Rotorblättern sowie einem Wäge- und Trimmsystem zur Eingabe, Berechnung und Verwaltung aller benötigten Daten.

AUFBAU

Das Wägesystem besteht aus zwei unabhängigen Wägekonstruktionen mit spezifischen Aufnahmevorrichtungen inklusive Sicherung für die jeweiligen Rotorblattvarianten. Sie besitzen in Summe einen maximalen Wägebereich von 30.000 kg. Eine besondere Herausforderung war es, das Rotorblatt im gesamten System zu sicher und zeitgleich eine Relativbewegung des Rotorblattes zuzulassen. Hierdurch wird verhindert, dass Bewegungen der Flügelspitzen nicht als Gewichtskräfte in die Waage geleitet werden (kraftnebenschlussfreies System). Diese Freiheit von Relativbewegungen in Quer- und Längsrichtung ermöglichen eine Auflösung der Gewichtswerte bis auf 1 kg.

 Zusätzlich ist eine der beiden Wägekonstruktionen auf einem Schienensystem verfahrbar. Dies ist nötig, um unterschiedlichen Rotorblatttypen in Ihrer Länge gerecht zu werden. Wichtig für die späteren Berechnungen ist hier die exakte Positionierung und somit Aufnahme des jeweiligen Rotorblattes auf der Wägekonstruktion.

 Zur Ermittlung der einzelnen Gewichtswerte wurden DISOBOX Plus Geräte ausgewählt, welche 4 Messkreise (A/D-Wandler) je Wägekonstruktion bieten. Dies ermöglicht das höchste Maß an Zuverlässigkeit und Genauigkeit für diese Aufgabenstellung. Ein PC-Arbeitsplatz führt den Bediener durch folgende Arbeitsschritte:

  • Festlegen von Programmeinstellungen
  • Verwaltung und Auswahl von Stammdaten
  • Start eines Wägeauftrags
  •  Erfassung von Gewichten
  • Trimmplanberechnung
  • Berechnung von Trimmmassen
  • Ausdruck eines Trimmprotokolls

Hierzu stehen dem Anwender in der Programmumgebung moderne Funktionen zur Datenerfassung und –Verwaltung zur Verfügung. Durch die Einbindung in das lokale Netzwerk stehen die Ermittelten Informationen (Trimmprotokoll) an den entscheidenden Stellen des Unternehmens zur Verfügung.

Leistungsumfang des Hamburger Waagenbau

Folgende Leistungen wurden von uns im Rahmen das Projektes erbracht:
  • Engineering und Erstellung von Zeichnungssätzen der kompletten Anlage auf Basis eines Lastenhefts
  • Herstellung und Lieferung der Wägekonstruktionen (Stahlbau)
  • Entwicklung und Programmierung einer Wäge- und Trimm-EDV (Algorithmen zur Trimmung statischer Momente)
  • Layout diverser Ergebnisprotokolle
  • Aufbau, Inbetriebnahme und Einweisung/Schulung
  • CE-gerechte Anlagendokumentation inkl. 3D Zeichnungen
  • Einbauerklärung nach EG-Richtlinie 2004/22/EG