Oltiinpa Kanadan metsissä, Australian kaukaisissa kylissä tai Pohjanmerellä: tuulienergialaitosten tulee toimittaa virtaa luotettavasti paljon yli 20 vuoden ajan. Siksi elektroniikan tulee näiden valtavien rakennusten sisällä olla suojassa kylmältä, ylikuumenemiselta ja pölyltä ja toimia luotettavasti.
Ilmasto asettaa äärimmäisiä vaatimuksia tuuliturbiineille
Pelkästään Saksassa oli vuonna 2018 asennettuna Bundesverband WindEnergien tietojen mukaan alle 31 000 tuulivoimalaitosta. Maailmanlaajuisesti Kiina ja Yhdysvallat johtavat niiden maiden listaa, jotka voivat kehua suurimmalla rakennetulla tuulienergiamäärällä.
Jokainen laitteisto tulee sovittaa toimipaikan ilmasto-oloihin. Kanadalaisessa Lac Alfredissa, jossa toimii tuulivoimaloita, lämpötila laskee talvella usein alle -30°C:n. Lämmitysjärjestelmät estävät jäätä muodostumasta roottorin siipiin ja aiheuttamasta epätasapainoa. Myös elektroniikka on suojattava kylmältä. Kytkentäkaappien sisällä lämmitysjärjestelmä pitää siksi lämpötilan noin viisi astetta nollan yläpuolella. Sitä vastoin Australiassa, Victorian osavaltion Mount Mercerissä, haasteena on pikemminkin lämpö. Kytkentäkaappien tehoelektroniikan läpi kulkee välillä jopa useiden tuhansien ampeerien virta. Tällöin syntyy jätelämpöä, joka myös kesälämpötiloilla tulee kuljettaa suodatintuulettimilla luotettavasti ja tehokkaasti pois kytkentäkaapeista. Alueilla, joita leimaa vahvasti maatalous, kytkentäkaapit suojaavat elektroniikkaa erityisen hyvin pölyltä.
Laadun valvonta on oleellista
Jokaisen yksittäisen tuuliturbiinin rakenneosan on toimittava optimaalisesti. Tyypillisissä asennuksissa käyttöön tulee kymmenestä viiteentoista kytkentäkaappia tuulivoimalaa kohti. Yksi tärkeimmistä kytkentäkaapeista tuulipyörässä on ylhäällä konehuoneessa sijaitseva ns. ”yläboksi”, josta käsin voimansiirtoketjua seurataan ja konehuoneen kääntymistä ohjataan. Sitä tärkeämpää on suojata näitä tärinältä. Siksi Rittal on kehittänyt VX25-kytkentäkaapista version, jossa esimerkiksi asennuslevy on mekaanisesti vahvistettu. Alaboksi, yläboksin vastinpari, ottaa hoitaakseen ohjaus- ja valvontatoiminnot. Sieltä löytyy useimmissa laitteistoissa myös muuttaja, joka on asennettu vierekkäin rivitettyihin kytkentäkaappeihin. Tämä säätää tuulen tuottaman virran oikeaan taajuuteen, jotta se voidaan syöttää virtaverkkoon. Tätä käyttöä varten on erityisen käytännöllistä, että Rittalin VX25-kytkentäkaappeja voidaan varustella standardimuodossa kuin rakennussarjasarjaa ja rivittää joka suuntaan. Lisäksi ne ovat erittäin kestäviä esimerkiksi korroosion ja vaurioiden varalta.
Kehitystä kohti teollisuus 4.0:aa
Eräissä asennuksissa tuulipyörät lähettävät jo tärkeimmät käyttötietonsa tuulipyörien ylläpitäjän keskustietokantaan. Nämä tiedot eivät ole tärkeitä vain sen tietämiseksi, kuinka hyvin laitteistot tietyllä hetkellä toimivat. Kuluvat osat tulee vaihtaa tarkalleen silloin, kun se on tarpeen. Tämä koskee myös kytkentäkaappien suodatintuulettimia. Mitä tarkemmin ajankohta valitaan, sitä tehokkaammin huoltokustannuksia voi laskea.
Ratkaisumahdollisuuden tarjoaa Rittal käyttämällä suodatintuulettimia EC-teknologialla. Pienemmän virrantarpeen lisäksi nämä tarjoavat mahdollisuuden liipaista tuulettimen käyttöön standardinmukaisesti integroidulla ohjausrajapinnalla sekä valvoa tuulettimen kierroslukua ja toimintaa. Lisäksi Rittalin suodatintuulettimien kierrosluku on säädettävissä. Tämä sekä parantaa energiatehokkuutta että lisää tuulettimien käyttöikää.
Rittal on oikea kumppani myös kytkentäkaappien jäähdytysasioissa: Blue e+ -sarjan aktiiviset jäähdyttimet voidaan varustaa omalla IP-osoitteella. Näin käyttäjät voivat aina esittää kaikkien jäähdyttimen anturien mittaamat arvot. RiDiag-ohjelmistolla voidaan olla yhteydessä jäähdyttimien kanssa joko USB:n tai tietoverkon kautta. Jäähdyttimistä tulee diagnoosiohjelmiston kanssa kiinteä osa teollisuus 4.0 -konsepteja. Diagnoosiohjelmisto optimoi käytön, millä saadaan lisää merkittäviä säästöjä.