Cantilever-Sensor (CLS)
Sensor für Strukturlasten
Der Cantilever-Sensor wurde von Bachmann zur kontinuierlichen Lasterfassung an Rotorblättern sowie Turm- und Gründungsstrukturen von Windkraftanlagen entwickelt.
Die Sensoreinheit, bestehend aus einem einseitig eingespannten Kragarm (Cantilever) und einem gegenüberliegenden Näherungssensor, ermöglicht die Überführung einer Dehnungsmessung in eine einfache Abstandsmessung. Auf diese Weise messen Cantilever-Sensoren die Dehnung und erzeugen ein Ausgangssignal, das mit dem elektrischer Dehnungsmessstreifen vergleichbar ist. Aufgrund des Prinzips einer induktiven Wegmessung unterliegt der CLS selbst dabei allerdings keiner mechanischen Verformung.
Im Vergleich zu herkömmlichen Sensortechnologien bietet das robuste Design des CLS folgende Vorteile:
- Das Messprinzip garantiert die Langzeitstabilität des Sensors.
- Der längere Referenzabstand minimiert den Einfluss lokaler Inhomogenitäten wie sie in Verbundwerkstoffen von Rotorblättern auftreten.
- Einfache serientaugliche Installation durch Verkleben der an einer Montageschiene vorausgerichteten Sensoreinheit.
Der CLS hat ein breites Anwendungsspektrum:
- Der Sensor liefert in Echtzeit Informationen über die Blattbelastung, die sich für die individuelle Blattverstellung eignen.
- Durch einen Lastvergleich der einzelnen Blätter einer Windenergieanlage lassen sich Probleme wie Pitchfehler oder Blattschäden identifizieren.
- Die Ansprechzeit und Empfindlichkeit ermöglicht eine Erfassung der Strukturschwingungen zum Zweck der Eisdetektion und zur strukturellen Zustandsuntersuchung des Blattes.
- Die kontinuierliche Aufzeichnung des Signals ermöglicht eine anlagenspezifische Abschätzung der Restlebensdauer von Strukturkomponenten.
Bei der Entwicklung des CLS stand die Überwachung kritischer Blattlasten im Fokus. Die Verwendung von CLS-Signalen für die individuelle Blattverstellung ermöglicht eine lastoptimierte Abstimmung zwischen Turbinenkonstruktion und Betriebsstrategie, um die Energieerzeugungskosten moderner Turbinen erheblich zu senken.
Der CLS ermöglicht somit eine spezifische Anpassung der Pitch-Regelungsstrategien, um entweder die Leistung zu maximieren oder die Lebensdauer zu verlängern, was weitere erhebliche Einsparungen erlaubt.
