Ultraschall-Windsensor VENTUS-UMB im Vergleich zu "Cups and Vanes" (Halbschalen-Anemometer und Windfahnen)

Kosten-Nutzen-Analyse: Ultraschall- vs. mechanische Windsensoren

Die folgenden Ausschnitte einer Kosten-Nutzenanalyse zeigen, ob bzw. wann sich der Ersatz mechanischer Sensoren durch Ultraschall-Sensoren auf Windturbinen zur Windturbinensteuerung auszahlt.

Die verglichenen Anemometer-Typen:
mechanisch vs. digital

Anemometer sind wichtige Teile großer Windkraftanlagen. Sie messen Windgeschwindigkeit und Windrichtung – entscheidende Faktoren für den maximal möglichen Stromertrag. Eine normale Leistungskurve von Windturbinen zeigt den Stromertrag (in kW) in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit (m/s) an. Daneben ist der Sensor für die Ausrichtung der Turbine oder gar die Abschaltung der Anlage bei zu starken Winden verantwortlich.

Die bisher in der Windenergie eingesetzten mechanischen Sensoren bestehen aus zwei Komponenten: Die Windgeschwindigkeit wird mit drei halbkugeligen Schalen gemessen, die vom Wind angetrieben werden . Die zweite Komponente ähnelt einer Fahne aus Kunstoff und ermittelt die Windrichtung. Beide enthalten bewegliche Teile, wie z.B. Kugellager und fallen daher meist Windstärken, Vereisungen und der typischen mechanischen Alterung zum Opfer.

Heutzutage stellen viele Unternehmen auf Ultraschall-Anemometer um. Diese Sensoren haben im Vergleich zu mechanischen Sensoren keine beweglichen Teile und sind komplett elektronisch betrieben. Das reduziert die Fehlerwahrscheinlichkeit und sorgt für eine längere Stabilität und wartungsfreien Betrieb. Sie kommen auch ohne Hydraulik aus und sind somit besser vor Rost, Schmutz oder anderen Ablagerungen geschützt, die den reibungsosen Ablauf behindern können. Einige Ultraschall-Sensoren besitzen auch eine Heizung, die das Gerät vor dem Einfrieren bewahrt, was gerade in großen Höhen oder im Offshore-Betrieb wichtig ist. Unsere Ultraschall-Sensoren sind zudem mit sowohl digitalen als auch analogen Ausgängen ausgestattet und können so direkt mit der SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) kommunizeren. Die SPS ist für die Überwachung und den Betrieb der eletromechanischen Turbinen-Prozesse verantwortlich. Sie ist wichtig für die Verminderung des Energieverlusts, der Verringerung von Wiederbeschaffungskosten, der Identifikation von Wartungsbedarf, der Vermeidung von Ausfällen und und und…

Wann lohnt sich ein Umstieg?

Die Antwort auf diese Frage finden Sie in einer aktuellen wissenschaftlichen Abhandlung! Hier werden verschiedene Sensortypen hinsichtlich ihrer Kosten innerhalb eines Fünf-Jahres-Einsatzes verglichen. Die Auswertung zeigt ein klares Bild!

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