Windturbines moeten ruim twintig jaar lang op betrouwbare wijze stroom leveren. Of dat nu in de bossen van Canada is, in afgelegen dorpen in Australië of op de Noordzee. Om dit te realiseren moet de elektronica binnen in de gigantische bouwwerken veilig worden beschermd tegen koude, oververhitting en stof. Maar ze moeten ook betrouwbaar functioneren.
Het klimaat stelt extreme eisen aan windturbines
Alleen al in Duitsland waren in 2018 volgens opgave van het Bundesverband WindEnergie ruim 31.000 windturbines geïnstalleerd. Wereldwijd zijn China en de Verenigde Staten de landen met de meeste windturbines.
Afhankelijk van de locatie moet elke windturbine worden afgestemd op de klimatologische omstandigheden die daar heersen. In het Canadese Lac Alfred, waar windturbines staan, daalt de temperatuur in de winter vaak tot onder de -30° C. Hierdoor kan ijsvorming op de rotorbladen optreden en dat zorgt voor onbalans. Verwarmingssystemen moeten dit voorkomen. Ook de elektronica moet tegen de kou worden beschermd. Daarom houdt een verwarming in de kasten de temperatuur op ongeveer vijf graden boven nul. In Mount Mercer in de Australische staat Victoria vormt daarentegen de hitte een uitdaging. Door de vermogenselektronica in de kasten vloeien regelmatig stromen van enkele duizenden Ampère. Daarbij ontstaat warmte die ook bij zomerse temperaturen betrouwbaar en efficiënt met behulp van ventilatoren uit de kasten moet worden afgevoerd. In regio's met veel landbouwactiviteiten moeten de kasten de elektronica bijzonder goed tegen stof beschermen.
Kwaliteitscontrole is essentieel
Elk afzonderlijk component in de windturbine moet optimaal functioneren. In specifieke installaties worden wel tien tot vijftien kasten per windturbine toegepast. Een van de belangrijkste kasten daarvan is de zogenaamde top-box boven in de gondel. Want vandaaruit wordt de aandrijving bewaakt en het toerental van de gondel geregeld. Heel belangrijk dus om deze top-box tegen trillingen te beschermen. Speciaal hiervoor heeft Rittal een variant van de VX25-kast ontwikkeld waarbij de montageplaat bijvoorbeeld is verstevigd. De bottom-box, de tegenhanger van de top-box, neemt de besturings- en bewakingsfuncties voor zijn rekening. Bij de meeste windturbines is dit ook de plek waar de omvormer zich bevindt die in de gekoppelde kasten is ingebouwd. Deze zet de windenergie om in een frequentie die geschikt is voor het stroomnet. Voor deze toepassing is het bijzonder praktisch dat de VX25-kasten van Rittal standaard als een modulair systeem zijn uit te breiden en in alle richtingen zijn aan te bouwen. Bovendien zijn ze extreem robuust waardoor corrosie en beschadigingen nauwelijks een kans krijgen.
Ontwikkeling richting Industrie 4.0
Bij sommige installaties is het al zo dat de turbines regelmatig hun belangrijkste data naar een centrale databank van de exploitant sturen. Deze informatie is niet alleen van belang om te weten hoe efficiënt de installaties op een bepaald moment werken. Ook is zeer nauwkeurig te bepalen wanneer slijtagedelen aan vervanging toe zijn. Dit geldt bijvoorbeeld ook voor de ventilatoren van de kasten. Hoe preciezer het moment van vervanging wordt gekozen, hoe meer effect het heeft op de onderhoudskosten.
De toepassing van ventilatoren met EC-technologie van Rittal vormt hiervoor een mogelijke oplossing. Behalve dat het stroomverbruik van deze ventilatoren lager is, zijn ze aan te sturen via de standaard geïntegreerde besturingsinterface. Hierdoor is het niet alleen mogelijk om de werking en het toerental van de ventilator te bewaken. Maar het toerental is op deze manier ook te regelen. Dit verhoogt zowel de energie-efficiëntie als de levensduur van de ventilator.
Ook voor de koeling van de kasten is Rittal de juiste partner. De actieve koelaggregaten uit de serie Blue e+ hebben een eigen IP-adres. Zo kunnen exploitanten op elk moment de meetwaarden van de sensoren in het koelmoduul bekijken. Met de software RiDiag is via USB of via het netwerk communicatie met de koelaggregaten mogelijk. De koelaggregaten worden met behulp van deze diagnosesoftware een vast bestanddeel van Industrie 4.0-concepten. De diagnosesoftware optimaliseert de werking en ook dat leidt tot forse besparingen.