SSB Wind Systems
Pitch-System mit »bislang einzigartigem Systemkonzept«
»PerfectPitch« ist ein laut Hersteller SSB Wind Systems völlig neuartiges elektrisches Pitch-System für Windenergieanlagen (WEA) bis 3.X MW Leistung. Es beruht dem Unternehmen zufolge auf einem »bislang einzigartigen Systemkonzept«.
Als Besonderheit von »PerfectPitch« bezeichnet SSB Wind Systems die Integration einer ganzen Reihe von Funktionen eines Pitch-Systems in den Umrichter. Solche Funktionen waren bislang in Form diverser Module dezentral und diskret in einem Achsschrank angeordnet. Der neue Umrichter mit der Bezeichnung »PerfectPitch Drive« (ehemals MPC - Multi Pitch Controller) kann somit zusätzlich Aufgaben von Komponenten übernehmen, für deren Installation bislang ein gewisser Bauraum im Achsschrank sowie ein zusätzlicher Hauptschrank eingeplant werden mussten. In diesem Zusammenhang integrierten die Entwickler von SSB Wind Systems folgende Funktionen in den Umrichter: Zwischenkreisladung, Ansteuerung/Überwachung der Motorbremse, Netzteil, Ladegerät für Backup-Speicher, Netzspannungswächter, Backupspannungswächter, Überwachung der Motortemperatur, Temperatursteuerung des Schaltschranks und direkte 24-V-Schütz-Ansteuerung.
Aus diesem Systemkonzept ergeben sich, zusätzlich zur Reduzierung von Systemkosten, laut SSB Wind Systems einige Vorteile:
»PerfectPitch« lässt sich dem Unternehmen zufolge als modulares System jetzt flexibler an Kundenanforderungen anpassen. Durch die Integration bislang dezentraler Funktionen in den »PerfectPitch Drive« ließ sich außerdem der Bauraum in den Achsschränken reduzieren, was nicht im Schaltschrank selbst, sondern auch in der Rotornabe Platz spart, weil nun für die Installation eines Pitch-Systems weniger Schränke erforderlich sind. Darüber hinaus schafft »PerfectPitch« als skalierbare Plattform neue Synergieeffekte, denn bei einer Anpassung der Leistung ändert sich künftig nur der Leistungsteil, alles andere bleibt Plattform-übergreifend gleich. Mit Blick auf die künftigen Anforderungen eines Pitch-Systems erleichtert dies zudem die Entwicklungsarbeit und reduziert den Schulungsaufwand für das Service-Personal.
Als weiteren zentralen Vorteil von »PerfectPitch« sieht SSB Wind Systems die Steigerung der Zuverlässigkeit durch eine Reduzierung des Verdrahtungsaufwands und der Anzahl von Bauteilen im Achsschrank bei mindestens gleicher Funktionalität.
Wegen des voll integrierten Umrichters mit zahlreichen Zusatzfunktionen lässt sich laut SSB Wind Systems ferner der Anteil externer manueller Fertigungs- und Prüftätigkeiten reduzieren. Analog hierzu erhöht sich der Anteil vollautomatischer Tests im Zuge der Fertigung, bei denen sich unter anderem alle im Umrichter integrierten zusätzlichen Funktionen abfragen lassen.
Last but not least ermöglicht das neue Systemkonzept dem Unternehmen zufolge ein erweitertes Condition Monitoring und damit eine verbesserte Diagnose sowie eine höhere Service-Freundlichkeit.
Als Ziel während der Entwicklung von »PerfectPitch« betrachtete SSB Wind Systems unter anderem, ein Pitch-System bereitzustellen, das mindestens durch die gleiche Sicherheit überzeugt wie die bisherigen Systeme des Unternehmens. Vor diesem Hintergrund entspricht »PerfectPitch«, genauer: der Umrichter als wichtigster Bestandteil der Sicherheitskette in einem Pitch-System, dem Performance-Level d nach EN ISO 13849-1. Unter dem Namen »PosiSafe« verfügt das neue Pitch-System außerdem über eine erweiterte Sicherheitsfunktion. Stand zur Ansteuerung der Leistungsendstufe bislang pro Achsschrank ein Controller zur Verfügung, sind in »PerfectPitch« je Achsschrank nun zwei Controller zu finden, deren Hard- und Software völlig unabhängig voneinander entwickelt wurden. Konkret bedeutet dies, dass auch die Software für die Prozessoren der Controller getrennt voneinander programmiert wurde, wobei der zweite Prozessor über eine reine EFC-Funktionalität verfügt. Sollte es demnach wegen eines Fehlers zu einem Ausfall eines Controllers in einem der drei Achsschränke des Pitch-Systems kommen, kann der Notbetrieb des Systems dank der beschriebenen separaten Auslegung von Hard- und Software weiterhin aufrechterhalten bleiben.
Auf die aktuellen und zukünftigen Anforderungen in der Windenergie reagiert SSB Wind Systems auch mit einer neuen Dimensionierung der Umrichterleistung. Sollen die ambitionierten Ziele der Energiewende erreicht werden, müssen Onshore-Anlagen im Leistungsbereich von 2,5 bis 3 MW laut dem Unternehmen mit größeren Rotorblättern ausgestattet werden, um bei gleichbleibender Generatorleistung an Standorten mit durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten nicht wie bisher zwischen 2000 und 2500 Volllaststunden, sondern beispielsweise 4000 bis 5000 Volllaststunden zu erreichen. Dem Trend zu immer größeren Rotordurchmessern trägt SSB Wind Systems Rechnung, indem die Entwicklungsingenieure des Unternehmens die höheren Anforderungen an die Motor-Umrichter-Kombination von Pitch-Systemen unter anderem durch die Analyse spezifischer Motorbelastungen für WEA bis 3.X MW ermittelten. Parallel hierzu wurde die Umrichterleistung gesteigert.
Der »PerfectPitch Drive« erreicht daher im Vergleich zum MPC einen höheren Nennstrom von 40 A und einen dreifachen Nennstrom von 120 A (vorher zweifacher Nennstrom). Der Backup-Spannungsbereich liegt nach wie vor zwischen 216 und 456 V DC.
Weil SSB Wind Systems den »PerfectPitch Drive« auch als Einzelkomponente anbietet, können Kunden die Eigenschaften des Umrichters profitieren, ohne sich für »PerfectPitch« als Gesamtlösung entscheiden zu müssen.
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