Kontaktlose Drehgeber
Damit werden Windenergie- und Solaranlagen ertragreicher
Die Drehgeber HTx36 von Megatron eignen sich optimal für die Erfassung von Drehwinkeln in verschiedenen Bereichen der erneuerbaren Energiegewinnung, beispielsweise Windenergie-Anlagen oder Solaranlagen.
Smarte, nachhaltige Lösungen sind nötig, um die Abkehr von fossilen Brennstoffen zu beschleunigen. Erneuerbare Energieträger bringen jedoch einige Herausforderungen mit sich. So sollen etwa alle stromerzeugende Anlagen einen optimalen Wirkungsgrad erzielen – was bei Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen aufgrund wechselnder Wetterverhältnisse allerdings nicht so einfach ist.
Hier sind flexible Systeme nötig, die sich an die dynamischen Einflüsse anpassen, um den bestmöglichen Nutzen zu erzielen. Megatrons Drehgeber der Serie HTx36 sind darauf ausgelegt, die Effizienz dieser Applikationen zu steigern.
Drehgeber steuern Anstellwinkel der Rotorblätter von Windkraftanlagen
Der Energieträger Wind zeichnet sich vor allem durch häufige Richtungs- und Geschwindigkeitswechsel aus. Das Ziel von Windkraftanlagen ist es, die Dynamik der Windkraft möglichst effektiv für die Energiegewinnung zu nutzen. Meist wird eine Bauform gewählt, bei der zwei separate mechanische Stellsysteme für die Parameter Richtung und Geschwindigkeit zum Einsatz kommen. Sehr häufig handelt es sich um Anlagen, die auf einem horizontalen Mast einen sternförmigen Rotor mit drei Blättern verwenden. Dadurch können die wechselnden Windeigenschaften bestmöglich genutzt werden.
Die Stellung der Gondel in Windrichtung wird über Elektromotoren im Gelenk der Rotationsachse gesteuert (Azimut-System). Das Stellsystem für den Anstellwinkel der Rotorblätter (Stallregelung) optimiert die Leistung der Anlage. Ziel ist es, eine annähernd konstante Nennleistung der Windkraftanlage für die jeweils vorherrschenden Bedingungen zu erhalten. Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten dient dieses System zugleich dem Schutz vor zu starken mechanischen Kräften und Überhitzung. Bei Gefahr werden die Rotorblätter in Fahnenstellung gedreht. Dadurch kommt es zu einem Strömungsabriss und die Auftriebskräfte fallen weg. Mit Hilfe von Bremsen werden die Rotoren dann zum Stillstand gebracht.
Verantwortlich für die korrekte Steuerung und Überwachung des Azimut-Systems sowie des Stellsystems für die Rotorblätter sind zum Beispiel die HTx36-Drehgeber – sie übernehmen die Messung der Winkelpositionen beider Systeme. Die Drehgeber sind zwar nicht unmittelbar den Elementen ausgesetzt, jedoch spielen bei der Auswahl der Sensorik Temperaturbereich, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit sowie Reproduzierbarkeit der Messergebnisse eine entscheidende Rolle. Die HTx36-Drehgeber entsprechen diesen Anforderungen, sind sie doch robust und halten Vibrationen, starken Temperaturänderungen und mechanischer Last stand.
Solar-Panels sind immer in der optimalen Position
Auch in Photovoltaikanlagen gilt es, den maximal möglichen Wirkungsgrad zu erzielen. Zusätzlich zum Azimut-System besitzen Hocheffizienz-Solaranlagen deshalb ein Elevationssystem. Während das Azimut-System der Sonne in Bezug auf die Himmelsrichtung folgt, richtet das Elevationssystem die Solar-Panels entsprechend der Sonnenhöhe aus. Die HTx36-Drehgeber sorgen dafür, dass das Elevationssystem immer die aktuelle Position der Solar-Panels kennt.
Da die Encoder in diesen Anlagen oft den Elementen unmittelbar ausgesetzt sind, müssen sie erhöhte Umweltanforderungen erfüllen: Wichtig sind UV-Beständigkeit, ein adäquater IP-Schutz sowie ein Betriebstemperaturbereich, der einer direkten Sonneneinstrahlung standhält und den Betrieb bei Minusgraden ermöglicht.
Magnetische Sensortechnologie arbeitet hochpräzise
Im Wesentlichen stehen Anlagenbauern drei Sensortechnologien zur Wahl: potentiometrisch, optisch oder magnetisch. Bei optischen Drehgebern unterliegt das optische System einem geringen Verschleiß aufgrund der Alterung der LED sowie einem Aufwachsen von Partikeln auf den optischen Komponenten. Die potentiometrische Sensorik zeigt Schwächen im Bereich der periodisch wiederholten, langsamen Bewegungen und landet in puncto Lebensdauer (kontaktbehaftete Sensorik) meist weit hinter den anderen Technologien.
Die Wahl der Sensortechnologie ist somit entscheidend. Die Drehgeber sollten eine exakte Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherstellen sowie eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer besitzen – 20 Jahre Betriebsdauer sind hier die Regel. In vielerlei Hinsicht sind deshalb magnetische Technologien mit moderner Hall-Sensorik die geeignete Wahl. Ihr kontaktloses Messprinzip unterliegt im Grunde keiner Alterung und erfüllt höchste Ansprüche an Präzision sowie Haltbarkeit. Stimmt dann auch noch das Designkonzept, bieten diese Drehgeber ein hohes Maß an Robustheit und beste Möglichkeiten für eine optimale Abstimmung auf die Applikation.
Die HTx36-Drehgeber garantieren durch ihre magnetische 3D-Hall-Technologie und ihr optimiertes Design maximale Haltbarkeit. In ihrem robusten Uni-Body-Gehäuse aus Aluminium sind zweifach kugelgelagerte Voll- oder Hohlwellen aus Edelstahl mit Durchmessern von 6 mm oder 8 mm verbaut, die hohen Radial- sowie Axiallasten standhalten. Sie verfügen über einen IP-Schutz von mindestens IP65 (IP67 optional) und sind in einem weiten Betriebstemperaturbereich einsetzbar (–40 °C bis 85 °C). Dank der großen Auswahl an elektrischen Schnittstellen (analog/digital) und dem zugrundeliegenden Baukastensystem lassen sie sich optimal an die Anlagenbedürfnisse anpassen.
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