Das Ziel, effiziente, zuverlässige und wartungsfreundliche Windkraftanlagen mit einer langen Betriebsdauer und einer hohen Rendite über den gesamten Lebenszyklus zu entwickeln, hat Winwind in seiner zehnjährigen Unternehmensgeschichte erreicht: In zahlreichen Windparks in Europa und in Indien sind die 1- und 3MW-Anlagen im Einsatz. Ihre Mindestbetriebsdauer ist auf 20 Jahre ausgelegt. Von der Pilot-Windkraftanlage zur Serienfertigung Die erste, von Winwind gebaute Windkraftanlage hatte eine Leistung von 1MW, auch wenn bereits zu diesem Zeitpunkt klar war, dass zukünftig größere Windkraftanlagen erforderlich sein würden. 2004 begann das Unternehmen mit der Entwicklung der 3MW-Version auf Basis einer Beckhoff-Automatisierungsplattform; seit 2006 produziert Winwind diese Anlagen in Serie. In seinen 3MW-Windkraftanlagen setzt Winwind die Multibrid-basierte Technologie ein. Hierbei ist der Stator des Permanentmagnetgenerators direkt im Getriebe eingebaut und bildet mit diesem eine Einheit. Das Getriebegehäuse ist Teil der tragenden Konstruktion. Der Rotor ist auf der Abtriebswelle des Planetengetriebes montiert, wodurch weniger bewegliche Teile notwendig sind als im Antriebsstrang einer Windkraftanlage mit herkömmlichem Getriebe. Diese Technologie verbindet die Zuverlässigkeit eines Direktantriebes mit der Kompaktheit eines traditionellen Hochgeschwindigkeitsgetriebes. Die geringe Drehzahl, zusammen mit optimaler mechanischer Lastregelung, gewährleistet geringe Wartungskosten, hohe Zuverlässigkeit und hohe Verfügbarkeit, was bei den häufig in entlegenen Regionen angesiedelten Windparks eine wichtige Rolle spielt. Die Anlage läuft bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten oder kurzen Böen an. Vollumrichter und eine hochwertige Blattverstellsteuerung sorgen für einen netzfreundlichen Strom, moderne Möglichkeiten der dynamischen Netzstützung im Fehlerfall und eine umfassende Blindleistungsregelung. Weltweit 270 MW installierter Windleistung Windmühlen von Winwind stehen inzwischen in Windparks in Tschechien, Estland, Finnland, Frankreich, Indien, Portugal und Schweden. Zu einem der größten finnischen Kunden zählt die PVO-Innopower Oy, die in Ajos, Kemi, einen Windpark mit einer Gesamtleistung von fast 50MW betreibt. Die 1- und 3MW-Windmühlen sind an Land und auf künstlich geschaffenen Inseln errichtet. Trotz widrigster Witterung, etwa bei 25°C unter Null, liefern die Windmühlen zuverlässig Strom. Eine von Winwind entwickelte Lösung verhindert die Vereisung der Windmühle und garantiert so den durchgängigen Betrieb unter arktischen Bedingungen. PC-Control als Steuerung Die Steuerung der 3MW-Windkraftanlagen übernimmt ein Beckhoff CX1020 mit Windows-XP-Embedded-Betriebssystem und der Automatisierungssoftware Twincat PLC. Auf der Steuerungsplattform integriert ist eine Mensch-Maschine-Schnitt-stelle, die dem Anwender einen Überblick über den Zustand der Anlage gibt. Kimmo Kaappola, Manager Automatisierung und Elektronik von Winwind, benennt die Gründe, warum sich das Unternehmen bei der Auswahl der Steuerung für den Embedded-PC von Beckhoff entschieden hat: \“Die Tatsache, dass ein und dieselbe Steuerungsplattform nicht nur die Überwachungssteuerung und die dynamische Regelung der Windkraftanlage übernimmt, sondern auch als HMI und zur Datenaufzeichnung verwendet werden kann, war für uns das ausschlaggebende Argument. Und dank der vielseitigen und leistungsstarken Twincat-ADS-Kommunikation ist es möglich, dieselbe HMI-Schnittstelle innerhalb der Windparks zu verwenden, um die Verbindung aller Windkraftanlagen mit der Parksteuerung herzustellen. Zudem vereinfacht die Verwendung der ADS-Kommunikation die Datenaufzeichnung der verschiedenen Windkraftanlagen innerhalb des Windparks beträchtlich.\“ Ethercat als Rückgrat der Steuerung Winwind verwendet Ethercat als Hauptkommunikationssystem für seine Windkraftanlagen. Das schnelle Bussystem bietet, neben seiner hohen Performance, ein großes Maß an Flexibilität. Mit dem Ethercat-Koppler EK1501, sowie der Abzweigklemme EK1521 für das Beckhoff Ethercat-Klemmensystem, sind flexible Topologien auch mit Glasfaserphysik möglich, sodass sich die Kommunikation zwischen Turmfuß und Gondel kostengünstig realisieren lässt. \“Darüber hinaus war die Möglichkeit der Integration anderer Bussysteme, wie CANopen, über Gateway-Klemmen in das Ethercat-I/O-System, ausschlaggebend bei der Entscheidung für die Beckhoff-Steuerungsplattform\“, stellt Kimmo Kaappola fest. \“Ethercat lässt sich außerdem – im Vergleich zu den traditionellen Bussystemen – gut zu Diagnosezwecke nutzen. Weil im Bereich der Windkraftanlagen immer mehr Hersteller Ethercat-Schnittstellen anbieten, sind wir möglicherweise auf dem Weg hin zu einer einzigen Buslösung. Das macht die Windkraftanlagensteuerung einfacher und robuster.\“
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
