Czy to w lasach Kanady, odległych wioskach w Australii, czy też na Morzu Północnym: turbiny wiatrowe mają niezawodnie produkować prąd przez co najmniej dwadzieścia lat. Aby tak było, elektronika wewnątrz gigantycznych budowli musi być skutecznie chroniona przed zimnem, przegrzaniem i pyłem oraz działać niezawodnie.
Klimat stawia ekstremalne wymagania wobec turbin wiatrowych
Według danych federalnego stowarzyszenia energii wiatrowej w samych Niemczech w 2018 roku znajdowało się 31 000 instalacji wiatrowych. Na świecie listę krajów, które mogą odnotować największy rozwój w dziedzinie energii wiatrowej, otwierają Chiny i USA.
Każda instalacja musi zostać dopasowana do panujących na miejscu warunków klimatycznych. W kanadyjskim Lac Alfred, gdzie stoją instalacje wiatrowe, temperatura w zimie często spada poniżej -30°C. Systemy ogrzewania chronią przed oblodzeniem i niewyważeniem łopat wirników. Również elektronika musi być zabezpieczona przed zimnem. Dlatego ogrzewanie wewnątrz szaf sterowniczych utrzymuje temperaturę na poziomie pięciu stopni powyżej zera. Natomiast w Mount Mercer w australijskim stanie Victoria wyzwaniem jest raczej ciepło. Przez elektronikę zabudowaną w szafach sterowniczych przepływają chwilowo prądy o natężeniu kilku tysięcy amperów. Powstające przy tym ciepło musi zostać niezawodnie i efektywnie odprowadzone z szaf sterowniczych za pomocą wentylatorów filtrujących nawet przy wysokich letnich temperaturach. W regionach zdominowanych przez rolnictwo szafy sterownicze dobrze chronią elektronikę, zwłaszcza przed pyłem.
Istotna jest kontrola jakości
Każda część turbiny wiatrowej musi działać optymalnie. W typowych instalacjach na jedną elektrownię wiatrową przypada dziesięć do piętnastu szaf sterowniczych. Jedną z najważniejszych szaf sterowniczych w turbinie wiatrowej jest tzw. Top-Box na górze w gondoli, z której odbywa się monitorowanie układu napędowego i sterowanie obrotem gondoli. Tym ważniejsze jest zabezpieczenie jej przed wstrząsami. Do tego celu Rittal opracował wariant szafy sterowniczej VX25, w której na przykład wzmocniona została płyta montażowa. Bottom-Box, odpowiednik Top-Box, przejmuje funkcje sterowania i monitorowania. Tam w większości instalacji znajduje się też przetwornica zainstalowana w połączonych ze sobą szafach sterowniczych. Ta przekształca prąd z wiatru do odpowiedniej częstotliwości potrzebnej do zasilenia sieci elektrycznej. Szczególnie praktyczne w tym przypadku jest to, że szafy sterownicze VX25 Rittal w standardzie pozwalają na bardzo elastyczną zabudowę i łączenie we wszystkich kierunkach. Poza tym są niezwykle wytrzymałe, na przykład na korozję i uszkodzenia.
Rozwój w kierunku Przemysłu 4.0
W niektórych instalacjach turbiny wiatrowe regularnie wysyłają najważniejsze parametry eksploatacyjne do centralnej bazy danych operatora elektrowni wiatrowych. Informacje te są ważne nie tylko po to, aby wiedzieć, czy urządzenia w danym momencie pracują prawidłowo. Części używalne powinny być wymieniane dokładnie wtedy, gdy zachodzi taka potrzeba. Dotyczy to na przykład wentylatorów filtrujących w szafach sterowniczych. Im dokładniej wybierze się ten moment, tym efektywniej można obniżyć koszty konserwacji.
Jednym z możliwych rozwiązań są oferowane przez Rittal wentylatory filtrujące z technologią EC. Poza niskim zużyciem prądu, umożliwiają one sterowanie wentylatorem za pomocą wbudowanego interfejsu, a także monitorowanie obrotów i funkcjonowania. Na dodatek wentylatory filtrujące Rittal mają możliwość regulacji obrotów. W ten sposób zwiększa się zarówno efektywność energetyczną, jak i żywotność wentylatorów.
Rittal jest właściwym partnerem również w dziedzinie chłodzenia szaf sterowniczych: aktywne klimatyzatory z serii Blue e+ mogą mieć własny adres IP. Dzięki temu użytkownicy mogą w każdej chwili uzyskać wartości pomiarowe wszystkich czujników klimatyzatora. Program RiDiag może komunikować się z klimatyzatorami przez USB lub sieć. Klimatyzatory wraz z oprogramowaniem diagnostycznym stają się stałym elementem koncepcji Przemysłu 4.0. Oprogramowanie diagnostyczne optymalizuje eksploatację, co prowadzi do dalszych znacznych oszczędności.