Wie kann der sichere Betrieb von Windkraftanlagen gewährleistet werden?
Windkraftanlagen drehen sich wie Windmühlen und wandeln Wind in Strom um. Doch sie sind sehr empfindlich – zu starker Wind, alternde Teile, Gewitter und Regen können Probleme verursachen. Laut Statistik verlieren Windparks weltweit jährlich 4,7 Milliarden Dollar durch Anlagenausfälle! Wie lässt sich der stabile Betrieb dieser „Giganten“ sicherstellen? Heute erkläre ich Ihnen die wichtigsten Tricks im Klartext!
1. Beim Entwerfen: Man muss von Natur aus „hardcore“ sein und extremen Tests standhalten
Um die Sicherheit von Windkraftanlagen zu gewährleisten, ist es wichtig, von Anfang an die richtigen Materialien auszuwählen und die Belastung genau zu berechnen, genau wie beim Bau eines Hauses und der Erstellung eines Fundaments.
1. Rotorblätter und Turm: Stabil sein und nicht vom Wind zerfetzt werden!
Die Rotorblätter bestehen aus Kohlefaser (leichter und härter als Fiberglas), die einem Taifun der Stufe 12 standhalten kann, ohne zu brechen.
Der Turm (das „Rückgrat“ der Windkraftanlage) sollte hinsichtlich der Windstärke genau berechnet und mit ausreichend Sicherheitsreserven konstruiert werden, um beispielsweise einem starken Wind standhalten zu können, der nur alle 50 Jahre auftritt.
2. Blitz- und Stromschutz: Bei Gewitter keinen „Stromschlag bekommen“!
An der Spitze der Klinge ist ein Blitzableiter installiert, der bei einem Blitzeinschlag den Strom direkt in den Boden leitet, um die internen Komponenten zu schützen.
Kabel und Motoren sollten mit Isoliermaterial umwickelt werden, um Leckagen und Kurzschlüsse sowie Brände zu vermeiden.
3. Schlüsselkomponenten: Bereiten Sie ein zusätzliches Set vor, selbst wenn es kaputt geht, kann es zur Notfallrettung verwendet werden!
Zur Blattwinkeleinstellung (Pitch-System) sind drei Sätze hydraulischer Vorrichtungen installiert, ein Satz ist defekt und die anderen beiden Sätze können zur Notrücknahme des Pitches verwendet werden, um ein Durchgehen zu verhindern.
Die Windturbinensteuerung (Giersystem) verwendet zwei Motoren, wodurch das Drehmoment verdoppelt wird und eine stabile Ausrichtung auf die Windrichtung auch bei starkem Wind gewährleistet wird.
2. Laufzeit: Tägliche „körperliche Untersuchung“ + intelligente Überwachung, um Probleme zu verhindern, bevor sie auftreten
Der Lüfter läuft täglich und die Teile verschleißen. Regelmäßige Inspektionen sind notwendig und müssen mit „schwarzer Technologie“ genau überwacht werden!
1. Überprüfen Sie die Daten jeden Tag: Vibration und Temperatur sind klar und deutlich
Installieren Sie Vibrationssensoren am Getriebe und Generator, ähnlich einem Stethoskop, um bei ungewöhnlichen Geräuschen sofort Alarm zu schlagen.
Erstellen Sie mit einer Infrarotkamera eine Temperaturkarte und Sie können Überhitzungen (z. B. lose Kabelverbindungen) auf einen Blick erkennen.
2. Regelmäßige „Große Gesundheitsvorsorge“: Ölwechsel, Schrauben nachziehen, Verschleißkontrolle
Das Getriebeöl sollte alle 3-5 Jahre gewechselt werden. Wenn sich zu viele Metallpartikel im Öl befinden, deutet dies darauf hin, dass die Teile „fallen“ und im Voraus repariert werden müssen.
Kontrollieren Sie regelmäßig Schrauben und Lager, ziehen Sie diese gegebenenfalls nach, tauschen Sie sie gegebenenfalls aus und bereuen Sie es nicht, wenn sie kaputt gehen.
3. Drohneninspektion: Sie müssen nicht auf den Turm klettern, fliegen Sie einfach herum und Sie werden das Problem erkennen
Mithilfe von Drohnen, die Fotos von Rotorblättern machen, erkennt KI automatisch Risse und Blitzeinschläge, was schneller und sicherer ist, als wenn Menschen hinaufklettern.
Auch Rost und Risse auf der Turmoberfläche lassen sich gut fotografieren und um Korrosion vorzubeugen, sollte vorab Farbe aufgetragen werden.
3. Wie geht man mit extremen Wetterbedingungen wie Taifunen, Vereisung und Blitzeinschlägen um?
Windkraftanlagen haben die größte Angst vor „Naturkatastrophen“. Durch frühzeitige Vorbereitung können Verluste minimiert werden!
1. Taifun kommt: Propeller rechtzeitig einfahren und Geschwindigkeit reduzieren
Der Wetterbericht sagt einen Taifun voraus. Stellen Sie die Rotorblätter schnell auf „Federstellung“ (wie ein Vogel, der seine Flügel einzieht), um den Windwiderstand zu verringern und zu verhindern, dass sie umgeweht werden.
2. Klingenvereisung: Hitze zum Entfernen von Eis, lassen Sie das Gewicht nicht den Standard überschreiten
Im Winter können im Norden die Blätter gefrieren. Installieren Sie elektrische Heizdrähte oder sprühen Sie Enteisungsmittel, um zu verhindern, dass die dicke Eisschicht die Blätter zerdrückt.
3. Gewitterwetter: Die Blitzschutzanlage muss zuverlässig sein
Überprüfen Sie jährlich den Blitzableiter und das Erdungskabel, um sicherzustellen, dass der Strom bei Blitzeinschlägen ungehindert in die Erde fließen kann und der interne Schaltkreis nicht durchbrennt.
Zusammenfassung: Sicherer Betrieb = gutes Design + regelmäßige Inspektion + Notfallreaktionsfähigkeiten
Um die Sicherheit von Windkraftanlagen zu gewährleisten, müssen diese mit hochwertigen Materialien und ausreichender Redundanz konstruiert werden. Sie müssen sorgfältig betrieben, Daten überwacht und regelmäßig gewartet werden. Bei extremen Wetterbedingungen dürfen sie nicht in Panik geraten, z. B. indem sie den Propeller frühzeitig stoppen und Blitz- und Eisschäden verhindern.
Auf diese Weise kann sich Ihre „Windmühle“ lange und stabil drehen und so mehr zu sauberer Energie beitragen!
