Moderne innovative Anlagentechnologien und hohes internationales Ansehen erfordern strukturierte Entwicklungsabläufe, hoch motivierte Mitarbeiter und großen Freiraum für kreative Arbeit.

Auf Basis der LARUS-Technologien beginnt der Designprozess mit der Konstruktion und Auslegung der Maschinenelemente. Weitere Phasen der Entwicklung sind:

• Definition der Subsysteme
• Modellbildung und dynamische Simulation
• Entwicklung und Auslegung der elektrischen Systeme
• Modellbildung und Simulation zum Netzverhalten der Anlage
• Entwicklung und Auslegung der Betriebsführung und der Sicherheitssysteme
• Betrachtungen zu Wind-Park-Anforderungen

Das Systemdenken von W2E und die Strategie der Anlagenplattformen kommt bei der Entwicklung und Auslegung von Nabe und Spinner, von Gondel und Gehäuse, von Kabinenverkleidung und auch vom Turm konsequent zur Anwendung.

Definition der Subsysteme

Bei der Integration von Subkomponenten wie Lager, Antriebe, Schmier-, Kühl- und Hydrauliksysteme greift W2E auf eine langjährige Erfahrung und enge Kooperationen mit Zulieferern aus dem Maschinen- und Anlagenbau zurück.

Modellbildung und dynamische Simulation

W2E prüft zur Vorbereitung des Zertifizierungsprozesses und für die Optimierung des Betriebes der Anlagen nach den Richtlinien des Germanisch Loyd (GL) und dem Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) die mechanischen Systeme und Komponenten mit Hilfe von Berechnungen und Simulationsprozessen. Dabei nutzt W2E windspezifische moderne Software. Simulationen von Mehrkörpersystemen mit flexiblen Körpern (vollständige Lastannahmen) bei Extrem- und Betriebslast, die Finite Elemente Methode (FEM) zur Simulation der Beanspruchung von Anlagenkomponenten und die dynamische Triebstranganalyse werden jeweils nach den aktuellen Standards durchgeführt und bilden die Grundlage für die Nachweisführung der Systeme und Komponenten.

Entwicklung und Auslegung der elektrischen Systeme

W2E entwickelt elektrische Systeme, analysiert und beurteilt verschiedenartige Schnittstellen und gestaltet intelligente Lösungen für den lastarmen, reibungslosen und leisen Betrieb der Anlage. Hier werden besonders folgende Systeme betrachtet:

• Energiewandlung, -übertragung und -verteilung
• Niederspannungsverteilung und Steuerung
• Azimutsystem
• Kabel und Leitungen
• Sicherheitssysteme
• Pitch-System
• Backup-Systeme
• Blitzschutz, Erdung und EMV

Modellbildung und Simulation zum Netzverhalten der Anlage

Der BDEW Mittelspannungsrichtlinie und dem TransmissionCode 2007 sowie auch anderen Netzanschlussbedingungen (Grid-Codes) folgend, unterstützt W2E seine Kunden bei der Vermessung des Verhaltens der Anlage bei Fehlern im Netz.

Parallel erfolgt die Modellbildung des Anlagenverhaltens am Netz der Energieversorgerunternehmen. Die Modellbildung umfasst exact die Regler der Anlage und des Umrichters für eine Darstellung von Momentanwerten der zu betrachtenden physikalischen Werte wie Ströme, Spannungen, Leistungen, Momente und Drehzahlen.

In der Simulation wird das Verhalten bei Kurzschluss und Spannungstrichtern, wie Fault-Right-Trough (FRT), nachgebildet. Basis ist das System PowerFactory der Firma DIgSILENT. Zielstellung in Deutschland sind Einheiten- und Anlagenzertifikate.

Für die 2,5 MW-Anlagen kann bereits ein PSS/E-Modell für Wind-Park-Projekte abgerufen werden.

Ebenso wird eine detailgetreue Modellierung des Triebstranges, der Energiewandlung (Generator-Umrichter) und des Pitch-Systems durchgeführt.

Entwicklung und Auslegung der Betriebsführung und der Sicherheitssysteme

Zentrales Kernstück jeder Anlage ist die Betriebsführung. Hier wird durch die eindeutige Strukturierung und Schnittstellendefinition und klares Systemdenken, über intelligente Regelkreisläufe und viel Erfahrung bei der Programmierung von Steuerungsprozessen die reibungslose, sichere und hohe Verfügbarkeit der Anlage realisiert. Die einzelnen Funktionen werden über beschreibende Texte, mathematische Funktionen, Blockdiagramme, Petrinetze oder Control Schemata dokumentiert.

Die sicherheitsgerichtete Maschinensteuerung wird über LARUS Safe®, ein von W2E entwickeltes Safety-Matrix-System gemäß der Norm ISO 13849-1 definiert. Durch eine ereignisorientierte, differenzierte Auslösung werden Kräfte und Momente als Extremlasten reduziert.

Ebenso werden der Brandschutz und die Flugwarnbefeuerung für jede Anlagenplattform entwickelt und angepasst.

Betrachtungen zu Wind-Park-Anforderungen

Die Schnittstelle einer einzelnen Anlage zum Wind-Park-Management betrachtet W2E bezogen auf das Steuern, Regeln und das Sammeln von Betriebsdaten.