Broschüre Technologie & Service Broschüre über die

ENERCON Windenergieanlagen
Technologie & Service
SEITE 2
ENERCON U¾QOHUH*HQHO%DNóġTechnologie
& Service
Yeniliklerle gelen avantaj
1
2
3
4
SEITE 3
ENERCON Anlagentechnologie
6
Rotorblatt
8
Direktantrieb
9
Ringgeneratortechnologie
10
Turmbau
12
Fertigteilbetonturm
13
Stahlrohrturm
14
Fundamentbau
15
ENERCON Anlagensteuerung
16
Sensorik
18
ENERCON Eiserkennung
18
Rotorblattenteisung
19
ENERCON Sturmregelung
19
ENERCON Netzintegration und Windparkmanagement
20
Optimale Netzintegration
22
Grenzleistungsdiagramm
24
Leistungs-Frequenz-Regelung
25
Inertia Emulation
26
Fault Ride Through-Option
27
Erzeugungsmanagement – Leistungsregelung für optimalen Ertrag
28
Engpassmanagement – maximaler Ertrag bei Netzengpässen
28
ENERCON SCADA RTU
29
ENERCON FCU
29
ENERCON Fernüberwachung
30
ENERCON SCADA System
32
ENERCON Service Info Portal
35
5
ENERCON PartnerKonzept
36
6
ENERCON Produktübersicht
40
Technologie & Service
SEITE 4
SEITE 5
Prolog
ENERCON zählt seit über 25 Jahren zu den
Technologieführern in der Windenergiebranche.
Qualität und Innovation gehören dabei zu den
entscheidenden Erfolgsfaktoren der ENERCON
Unternehmensstrategie. Eine ausgeprägte Fertigungstiefe sowie ein umfangreiches Qualitätsmanagementsystem sichern zudem die hohen
ENERCON Qualitätsstandards.
Mit dem Anspruch, dem Kunden stets ein ausgereiftes Produkt mit spitzentechnologischen Eigenschaften zu liefern, unterliegen alle ENERCON
Anlagenkomponenten einer fortlaufenden Entwicklung. Ein großer Stab an Entwicklungsingenieuren kooperiert interdisziplinär mit den verschiedenen Unternehmensbereichen. Gemeinsam
setzen sie technologische Maßstäbe hinsichtlich
neuer Anlagengenerationen und festigen nicht
zuletzt die Position von ENERCON als deutschem
Marktführer.
Darüber hinaus schafft eine effektive Entwicklungsorganisation die Basis für eine erfolgreiche
Produktentwicklung. So wird innerhalb der strategischen Produktentwicklung nach modernsten
0HWKRGHQ DQ LQQRYDWLYHQ XQG HIʖ]LHQWHQ 7HFKQR
logien geforscht. Im Rahmen der operativen Produktentwicklung rückt die stetige Weiterentwicklung und Optimierung von Anlagenkomponenten
bereits bestehender Serienmaschinen in den Vordergrund. Ziel ist es, das Know-how im eigenen
Unternehmen zu entwickeln, zu sichern und Kernkompetenzen weiter auszubauen.
Umfangreiche Simulations- und Teststationen im
ENERCON Forschungszentrum helfen, neue Anlagenkomponenten bereits im Vorfeld genauestens
zu erproben. So gelingt es, dem Kunden zuverlässige Anlagentechnologie nach höchsten Qualitätsstandards anzubieten.
Dass Entwicklung und Fertigung perfekt aufeinander abgestimmt sind, beweist nicht zuletzt die Gussteilproduktion für ENERCON Windenergieanlagen.
Die permanente Weiterentwicklung der einzelnen
Gussteilkomponenten erfolgt in der Forschungsabteilung mit Hilfe von 3-D-CAD Systemen, ihre
Überprüfung auf Spannungsüberhöhungen und
kritische Stellen mittels der Finite-Elemente-Methode. Erst nach Abschluss intensiver Qualitätsprüfungen erfolgt der Produktionsprozess. Seit
2009 geschieht dies erfolgreich in einer eigenen
exklusiven Fertigungsstätte, wodurch der hohe
ENERCON Qualitätsanspruch sowie die enorme
Fertigungstiefe nochmals unterstrichen werden.
Eigene Forschung und Entwicklung
In vielen Bereichen genießt ENERCON dank seiner
technologischen Innovationen eine Vorreiterposition.
Beispielhaft belegt dies das ENERCON Netzeinspeisesystem. Durch eine intelligente Steuerung
leisten ENERCON Windenergieanlagen bereits
heute einen großen Beitrag zum Erhalt und zur
Verbesserung der Netzstabilität und können problemlos in die weltweiten Netzstrukturen integriert
werden.
Auch an Standorten mit extremen Klimabedingungen beweist ENERCON Flexibilität. Durch den EinVDW]PRGLʖ]LHUWHU.RPSRQHQWHQVRZLHHLQHUDXV
gereiften Rotorblattenteisungstechnologie gegen
gefährlichen Eisansatz kann der Ausbau sowohl
an Cold-Climate- als auch an Hot-Climate-Standorten forciert werden, ohne dass der Betrieb der
Anlagen durch vorherrschende Klimaverhältnisse
eingeschränkt wird.
ENERCON Qualität
Nicht zuletzt überträgt ENERCON sein Know-how
LQ 6DFKHQ (QHUJLHHIʖ]LHQ] DXFK DXI DQGHUH $Q
wendungsbereiche. So sollen auch zukünftig neue
Lösungen und systematische Weiterentwicklungen
aus dem eigenen Forschungsnetzwerk ENERCONs
Innovationskraft kontinuierlich vorantreiben.
Hohe Fertigungstiefe
ENERCON
Anlagentechnologie
[Aurich]
1. ENERCON Anlagentechnologie
SEITE 8
ENERCON Anlagentechnologie
Direktantrieb
Die Leistung und Zuverlässigkeit des getriebelosen Antriebssystems, verbunden mit eiQHU HIʖ]LHQWHQ 5RWRUEODWWJHRPHWULH JDUDQ
tieren optimale Ertragswerte.
Das Antriebssystem der ENERCON Windenergieanlagen folgt einer einfachen Logik:
Wenige drehende Bauteile reduzieren die mechanische Belastung und erhöhen die technische
Lebensdauer. Der Wartungs- und Serviceaufwand
wird reduziert (u.a. weniger Verschleißteile, kein
Getriebeölwechsel) und die Betriebskosten sinken.
Rotornabe und der Rotor des Ringgenerators sind
ohne Getriebe als feste Einheit direkt miteinander
verbunden. Gelagert wird die Rotoreinheit auf einer feststehenden Achse, dem sog. Achszapfen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Getriebeanlagen
mit zahlreichen Lagerstellen im beweglichen Antriebsstrang kommt das ENERCON Antriebssystem mit zwei langsam laufenden Wälzlagern aus.
Grund dafür ist die geringe Drehzahl des Direktantriebs.
Rotorblatt
Das Rotorblattkonzept der ENERCON Windenergieanlagen setzt hinsichtlich Ertrag, Schallemission und Lastenminimierung Maßstäbe für den
Stand der Technik in der Windenergietechnologie.
Durch eine veränderte Geometrie nutzen die BlätWHUDXFKGHQLQQHUHQ7HLOGHU5RWRUNUHLVʗ¦FKHXQG
steigern die Energieausbeute erheblich. Darüber
hinaus sind die Rotorblätter weniger anfällig für
Turbulenzen und stellen eine gleichmäßige UmVWU¸PXQJ DXI GHU JDQ]HQ /¦QJH GHV %ODWWSURʖOV
sicher.
Auch die Blattspitzen (die sog. Tips) wurden in
Bezug auf Schallemission und Energieertrag optimiert. Die durch Über- und Unterdruck an den
Blattspitzen entstehenden Turbulenzen werden
wirkungsvoll aus der Rotorebene herausgeführt.
Somit wird das Blatt auf ganzer Länge genutzt,
ohne dass Energie durch Verwirbelungen verloren
geht. Um der Windbelastung über den gesamten Nutzungszeitraum wirkungsvoll zu widerstehen, verfügen ENERCON Rotorblätter über einen
großen Blattanschlussdurchmesser. Darüber hinaus
sorgt der von ENERCON speziell für größere Anlagen entwickelte zweireihige Schraubanschluss
durch gleichmäßige Lastverteilung für zusätzliche
Sicherheit. Die Sicherheit wird bei Anlagen mit
großen Rotorblattlängen durch Sensoren an den
Blattwurzeln weiter erhöht. Die Anlage ist dadurch
in der Lage, auf Extrembelastungen zu reagieren.
Dies sind wichtige Faktoren gerade an Extremwindstandorten mit hohen Lastwechseln.
Die Fertigung der ENERCON Rotorblätter erfolgt
im Vakuuminfusionsverfahren in sog. SandwichEDXZHLVH ,P DQVFKOLH¡HQGHQ 5RWRUEODWWʖQLVK
erhalten sie einen Schutzanstrich, um die Oberʗ¦FKH ZLUNXQJVYROO YRU MHJOLFKHQ :LWWHUXQJVHLQ
ʗ¾VVHQ]XVFK¾W]HQ
SEITE 9
Ein Lackierroboter bearbeitet
Bauteile bis 35 m Länge in
einem Arbeitsgang
Vorteile ENERCON Rotorblätter
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K¸KHUHU:LUNXQJVJUDGXQGJHULQJH6FKDOO
HPLVVLRQGXUFKHIɐ]LHQWHUH%ODWWJHRPHWULH
LQNO7LSV
O¦QJHUH/HEHQVGDXHUGXUFK5HGX]LHUXQJ
GHU/DVWHQ
YHUHLQIDFKWHU7UDQVSRUWGXUFK
VFKODQNH%ODWWJHRPHWULHVRZLHJHWHLOWH
%ODWWYDULDQWHQ
ENERCON Direktantrieb –
wenige drehende Bauteile
erhöhen die Lebensdauer
(Bsp. ENERCON E-82)
1. ENERCON Anlagentechnologie
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SEITE 11
Ringgeneratortechnologie
In der getriebelosen Anlagenkonzeption der
ENERCON Windenergieanlagen ist der Ringgenerator von zentraler Bedeutung. In Einheit mit der
Rotornabe bietet er einen nahezu reibungslosen
(QHUJLHʗXVV 'HU VFKRQHQGH /DXI ZHQLJHU EHweglicher Komponenten garantiert einen geringen
Materialverschleiß.
Im Gegensatz zu herkömmlichen schnell laufenden Generatoren unterliegt der ENERCON Ringgenerator kaum mechanischen Abnutzungserscheinungen und ist prädestiniert für besonders starke
Beanspruchungen und eine lange Lebenszeit. Der
ENERCON Ringgenerator ist ein hochpoliger Synchrongenerator ohne direkte Netzkopplung. Ausgangsspannung und -frequenz variieren mit der
Drehzahl und werden über einen Gleichstromzwischenkreis und einen Wechselrichter für die Abgabe an das Netz umgerichtet. Dadurch wird eine
hohe Drehzahlvariabilität erreicht.
Stator und Rotor
Vorteile ENERCON Ringgenerator
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NHLQ*HWULHEH
QLHGULJHU9HUVFKOHL¡GXUFKODQJVDP
URWLHUHQGH0DVFKLQH
JHULQJH0DVFKLQHQODVWHQGXUFKKRKH
'UHK]DKOYDULDELOLW¦W
HUWUDJVRSWLPLHUWH6WHXHUXQJ
KRKH1HW]YHUWU¦JOLFKNHLW
NHLQH9HUZHQGXQJYRQ6HOWHQHQ(UGHQ
GXUFK9HU]LFKWDXI3HUPDQHQWPDJQHWH
GXUFKJ¦QJLJH:LFNOXQJ
Gemäß den Langlebigkeitsanforderungen an
ENERCON Windenergieanlagen ist die Kupferwicklung im Stator, dem stationären Teil des Ringgenerators, in Isolationsklasse F (155 °C) ausgeführt.
$XIJUXQGGHUKQOLFKNHLWPLWHLQHU.RUEʗHFKWXQJ
wird sie auch als geschlossene einschichtige Korbwicklung bezeichnet. Sie besteht aus einzelnen in
Bündeln zusammengefassten und lackisolierten
Runddrähten. Die Einbringung der Kupferwicklung
erfolgt bei ENERCON ausschließlich von Hand.
Trotz fortschreitender Automatisierung in anderen
Fertigungsbereichen hat hier Handarbeit aus gutem Grund den Vorrang erhalten.
Die Handarbeit gewährleistet eine vollständige
Prüfung der verarbeiteten Materialien. Des Weiteren ermöglicht ein spezielles Verarbeitungsverfahren die Erstellung einer durchgängigen Wicklung,
EHLGHUMHGHU3KDVHQVWUDQJYRP(LQJDQJELV]XP
Ausgang ohne Unterbrechung eingelegt wird.
Das zugrunde liegende getriebelose Antriebskonzept arbeitet mit einem fremderregten Ringgenerator. Die zur Stromerzeugung erforderlichen
Magnetfelder werden elektrisch erzeugt. Dadurch
kann auf den Einsatz von Permanentmagneten
verzichtet werden, für deren Herstellung das
umstrittene Seltene Erden-Element Neodym
9HUZHQGXQJʖQGHW
Die Erregung des magnetischen Feldes der Statorwicklung erfolgt über die sogenannten Polschuhe.
'LHVH EHʖQGHQ VLFK DP *HQHUDWRU5RWRU GHP
beweglichen Teil des ENERCON Ringgenerators.
Da Form und Lage der Polschuhe maßgeblichen
(LQʗXVVDXIGLH*HU¦XVFKHPLVVLRQGHV5LQJJHQHrators haben, hat die ENERCON Forschung und
Entwicklung diesem Thema besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Durch optimale Anpassung der
Polschuhe an den Lauf des langsam rotierenden
ENERCON
Ringgenerators
tritt
keinerlei
Tonhaltigkeit auf.
Kupferwicklung der Polschuhe
für den Scheibenrotor
Qualitätssicherung
Um die hohe ENERCON Qualität gewährleisten zu
können, werden die Ringgeneratoren ausschließlich in eigenen Produktionsstätten gefertigt. Dabei
wird ohne Ausnahme auf Einsatz erstklassiger
Materialien geachtet. Die enge Kooperation mit
Zulieferunternehmen hat sich dabei als sichere
Lösung erwiesen, die Materialgüte konstant auf
höchstem Niveau zu halten. So werden z.B. über
die Norm hinausgehende Prüfungen an den zu
verarbeitenden Kupferlackdrähten vorgenommen
und Proben als Muster archiviert sowie Stoßspannungstests an Polschuhen und Drosseln durchgeführt und im EDV-System dokumentiert.
Kupferlackdraht (200 °C)
Tränkharz (180 °C)
Isolationsklasse (155 °C)
Temperatur
Temperaturverhalten
Der ENERCON Ringgenerator zeichnet sich durch
eine optimierte Temperaturführung aus. Mit
Hilfe zahlreicher Temperatursensoren werden die
wärmsten Bereiche im Ringgenerator permanent
überwacht. Die Ansprechtemperatur der Sensoren
liegt dabei wesentlich unter der Dauertemperaturbeständigkeit der im Ringgenerator verarbeiteten
Isolierstoffe, sodass eine Überstrapazierung durch
zu hohe Temperaturen ausgeschlossen ist.
200 °C
Kupferleiter
Tränkharz
Flächenisolation
WicklungsREHUʗ¦FKH
100 °C
0 °C
Grenzwerte der verarbeiteten Isolierstoffe
Betriebstemperaturen im Ringgenerator
1. ENERCON Anlagentechnologie
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SEITE 13
Turmbau
Fertigteilbetonturm
ENERCON Türme bieten mit ihrer lastdynamischen Auslegung von Material und Struktur beste
Transport-, Aufbau- und Nutzungsbedingungen.
Über die beim Turmbau verbindlichen nationalen
bzw. internationalen Normvorgaben (z.B. DIN und
Eurocode) hinaus prägt ENERCON konsequent eigene Produktstandards, die in Bezug auf Qualität
und Sicherheit Maßstäbe setzen.
ENERCON Betontürme werden in nicht-monolithischer Bauweise produziert. Die Türme bestehen
aus einzelnen vorproduzierten Betonfertigteilelementen und Stahlsektion(en), die den oberen
Abschluss bilden. Betonsegmente mit großem
Durchmesser werden in zwei oder drei Schalen
gefertigt, um den Transport auch zu schwierigen
Standorten zu gewährleisten.
Bereits während der Entwicklungsphase werden
für die Turmkonzeptionen virtuelle 3-D-Modelle
mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) erstellt, an denen die Simulation aller in der Realität
vorkommenden Belastungen der Windenergieanlage durchgeführt wird. Auf diese Weise werden
schon vor dem Bau eines Prototyps genaue Voraussagen über Standsicherheit und Lebensdauer
der Türme nicht dem Zufall überlassen.
Nach der Montage werden die untere Stahlsektion,
die Betonsegmente und das Fundament mittels
Spannlitzen als untrennbare Einheit miteinander
verspannt.
Die Herstellung der planparallelen Fertigteilsegmente erfolgt qualitätsüberwacht und möglichst
nah am Aufstellort in einer der ENERCON Fertigungsstätten. Die hohe Fertigungsgenauigkeit der
einzelnen Betonsegmente wird durch eigens dafür
hergestellte Stahlschalungen mit sehr geringen
7ROHUDQ]HQ JHZ¦KUOHLVWHW )¾U MHGHQ )HUWLJXQJVbereich liegen detaillierte Verfahrens- und Arbeitsanweisungen vor. So wird sichergestellt, dass
eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der einzelnen
Arbeitsschritte sowie der eingesetzten Werkstoffe
und Materialien gewährleistet ist. Die Eigenschaft
des hochfesten Betons wird zusätzlich durch Materialprüfämter gegengeprüft, um ein Höchstmaß
an Qualität zu gewährleisten.
Die Auswertung zusätzlicher Messungen, die
von ENERCON kontinuierlich an bestehenden
Anlagen vorgenommen werden, trägt zur weiteUHQ9HULʖ]LHUXQJGHUEHUHFKQHWHQ'DWHQEHL'LH
(UJHEQLVVHVSH]LHOOEHDXIWUDJWHU=HUWLʖ]LHUXQJVstellen, Forschungsinstitute und Ingenieurbüros
unterstützen die zuvor von ENERCON angestellten Berechnungen.
Dass bei der Entwicklung auch die Ästhetik der
ENERCON Türme nicht zu kurz kommt, kann man
sehr gut am fertigen Turm sehen. Schlanke Konstruktionen mit unterschiedlich abgestuften Neigungswinkeln stehen für ein optisch ausgereiftes
Konzept und haben nicht mehr viel gemein mit den
wuchtigen und massig wirkenden traditionellen
Zylinderkonstruktionen.
Schwerlasttransportfahrzeuge liefern die Segmente zur Baustelle. Dort werden die geteilten
Segmente verschraubt und direkt auf den Turm
gesetzt. Durch die werkseitig vorgefertigte präzise
Horizontalfuge ist eine schnelle Turmmontage unter verschiedensten Klimabedingungen möglich.
Virtuelle 3-D-Simulation eines
ENERCON Turms mittels FEM
Vorteile ENERCON Fertigteilbetonturm
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ZLWWHUXQJVXQDEK¦QJLJH:HUNVIHUWLJXQJLQ
JOHLFKEOHLEHQGKRKHU4XDOLW¦W
ZHLWJHKHQGZLWWHUXQJVXQDEK¦QJLJH
VFKQHOOH0RQWDJH
JUR¡H6WHLɐJNHLWDXFKEHLKRKHQ7¾UPHQ
SEITE 14
1. ENERCON Anlagentechnologie
SEITE 15
Stahlrohrturm
ENERCON Stahlrohrtürme werden in mehreren
einzelnen Turmsektionen gefertigt. Als Verbindungstechnik kommen komponentenschonende
L-Flansche zum Einsatz. Im Vergleich zu herN¸PPOLFKHQ )ODQVFKYHUELQGXQJHQ EHʖQGHW VLFK
beim L-Flansch die Schweißnaht außerhalb des
hoch beanspruchten Bereiches.
Die Fundamentanbindung von ENERCON Stahlrohrtürmen erfolgt entweder über eine speziell
entwickelte Fundamentsektion oder über einen
Fundamentkorb.
Die zylindrische Fundamentsektion wird vor dem
Betonieren auf die sog. Sauberkeitsschicht aufgeständert, auf Höhe nivelliert und über Justierbolzen millimetergenau ausgerichtet. Die Verbindung
zwischen Turm und Fundamentsektion erfolgt
nach Fertigstellung des Fundaments über eine
Flanschverbindung.
Der alternative Fundamentkorb besteht aus zahlreichen Stahl-Gewindebolzen, die doppelreihig in
zwei Kreisradien angeordnet sind. Die korrekte Position der einzelnen Bolzen wird durch ringförmige
Schablonen sichergestellt, die den exakten AbPHVVXQJHQ GHV 7XUPʗDQVFKHV HQWVSUHFKHQ
Nach Fertigstellung des Fundamentes wird auf die
DXV GHU %HWRQREHUʗ¦FKH KHUDXVUDJHQGHQ %RO]HQ
des Fundamentkorbes die unterste Turmsektion
gestellt und mit Verbindungsmuttern verschraubt.
Wie alle anderen Komponenten unterliegen auch
die Stahlrohrtürme den strengen ENERCON Qualitätsrichtlinien. Schon während der Konstruktionsphase wird die Qualitätssicherung in die Entwicklung neuer Turmtypen eingebunden. Mit Hilfe der
Qualitätssicherung wird festgestellt, ob ein Prototyp allen Anforderungen entspricht, bevor er in
Serie gefertigt wird.
Fertigung von ENERCON
Stahlrohrtürmen
Fundamentbewehrungsarbeiten,
hier WEA Typ E-126
Fundamentbau
Das Fundament ist Bindeglied zwischen Turm und
Baugrund und trägt sämtliche statischen und dynamischen Lasten der Windenergieanlage ab.
ENERCON Fundamente werden stets in optimierter Kreisform ausgeführt. Die Überdeckung des
Fundamentes mit dem Bodenaushub der BaugruEHZLUGVRZRKODOV$XʗDVWDOVDXFK]XU0LQGHUXQJ
der Auftriebswirkung von z.B. Grund- oder Schichtenwasser in der statischen Berechnung berücksichtigt.
'D GHU %DXJUXQG MH QDFK 6WDQGRUW QXU HLQH EHgrenzte Last aufnehmen kann, hat ENERCON
unterschiedliche Flach- und Tiefgründungen
standardisiert. So kann für eine Vielzahl von Bauvorhaben kurzfristig eine geeignete Lösung bereitgestellt werden. Gegebenenfalls können weitere
Maßnahmen wie z.B. eine Bodenertüchtigung mit
den Standardlösungen kombiniert werden. Auf
diese Weise kann zeitnah zur Baugenehmigung
mit der Bauausführung begonnen werden.
Vorteile ENERCON Kreisfundamente
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JOHLFKH.UDIWHLQZLUNXQJI¾UDOOH
:LQGULFKWXQJHQ
QDFKZHLVOLFKH5HGX]LHUXQJGHV]X
YHUEDXHQGHQ9ROXPHQVDQ%HWRQXQG
%HZHKUXQJVVWDKO
NOHLQHUH6FKDOɑ¦FKHQXQGZLUWVFKDIWOLFK
RSWLPLHUWH.XEDWXU
ENERCON Anlagensteuerung
2. ENERCON Anlagensteuerung
SEITE 18
ENERCON Anlagensteuerung
ENERCON Windenergieanlagen bieten modernste mikroelektronische Steuerungstechnik aus eigener Entwicklung.
Sensorik
Der Hauptprozessor (MPU – Main Processing
Unit), zentrales Element der Anlagensteuerung,
steht mit den peripheren Steuerelementen wie
z. B. Windnachführung und aktivem Blattverstellsystem in ständigem Kontakt. Eine Vielzahl von
Sensoren erfasst so laufend den aktuellen Zustand der Windenergieanlagen sowie alle relevanten Umgebungsparameter.
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DGDSWLYH:LQGQDFKI¾KUXQJGHU*RQGHO
GXUFKSHUPDQHQWH$XVZHUWXQJGHU0HVV
GDWHQGHV:LQGVHQVRUV
YDULDEOH'UHK]DKOI¾URSWLPDOHQ:LUNXQJV
JUDGGHU:LQGHQHUJLHDQODJHEHLMHGHU
:LQGVW¦UNHXQG$XVUHJHOXQJXQHUZ¾QVFKWHU
/HLVWXQJVVSLW]HQVRZLHKRKHU%HWULHEVODVWHQ
PD[LPDOH(UWU¦JHVRZLH/DVWUHGX]LHUXQJHQ
GXUFKDNWLYHV%ODWWYHUVWHOOV\VWHP
(1(5&21%UHPVV\VWHPI¾UK¸FKVWH
$QODJHQVLFKHUKHLWGXUFKGUHLXQDEK¦QJLJ
YRQHLQDQGHUDUEHLWHQGH%ODWWYHUVWHOO
HLQULFKWXQJHQPLW1RWVWURPYHUVRUJXQJ
.RQGHQVDWRUHQEHL1HW]DXVIDOO
7XUP¾EHUZDFKXQJ¾EHU9LEUDWLRQVXQG
%HVFKOHXQLJXQJVVHQVRUHQ]XU.RQWUROOH
GHU$XVOHQNXQJHQLP7XUP
Rotorblattenteisung
ENERCON Sturmregelung
Die optional verfügbare ENERCON Rotorblattenteisung mittels Umluftverfahren ermöglicht eine
Verkürzung der Abtauzeit, nachdem Eisansatz erkannt und die Anlage in Stillstand versetzt wurde.
Ein an der Blattwurzel des Rotorblattes installiertes Heizgebläse erwärmt die Luft bis zur Rotorblattspitze. Dabei steigt die Temperatur der RotorEODWWʗ¦FKHDXI:HUWHREHUKDOEGHV*HIULHUSXQNWHV
an und der Eisansatz taut ab.
ENERCON Windenergieanlagen werden mit einer
speziellen Sturmregelung betrieben. Diese ermöglicht einen abgeregelten Anlagenbetrieb bei sehr
hohen Windgeschwindigkeiten. Zahlreiche Stoppvorgänge, die zu beträchtlichen Ertragsverlusten
führen würden, können somit vermieden werden.
Nach Ablauf einer in Abhängigkeit zur Außentemperatur ermittelten Abtauzeit wird der Neustart
eingeleitet. Sollte es der Standort erfordern, ist
eine Deaktivierung der automatischen Wiederinbetriebnahme möglich. Der manuelle Neustart erfolgt nach Sichtkontrolle über den Betreiber bzw.
zuständigen Servicemitarbeiter.
An Standorten mit geringem Gefährdungspotenzial
ist dank der ausgereiften Eiserkennungstechnologie auch eine automatische Aktivierung der Rotorblattenteisung im laufenden Betrieb möglich.
Dünne Eisschichten werden bereits frühzeitig abgetaut und Stillstandzeiten reduziert. Kommt es
bei extremen Wetterbedingungen trotz zugeschalteter Rotorblattenteisung zu einem Anwachsen
der Eisschicht, wird die Anlage angehalten.
Die Anlagensteuerung wertet die Signale aus und
steuert die Windenergieanlagen stets so, dass
die aktuell verfügbare Windenergie optimal ausgenutzt wird und gleichzeitig die Sicherheit des
Betriebs gewährleistet ist. Durch ein integriertes
Blitz- und Brandschutzsystem wird die Anlagenelektronik zusätzlich vor Blitzeinschlag und Überhitzung geschützt.
Vorteile
ENERCON Steuerungstechnik
SEITE 19
ENERCON Eiserkennung
Jede ENERCON Windenergieanlage ist serienmäßig
mit einem Eiserkennungssystem - basierend auf
einem eigens entwickelten Leistungskurvenverfahren - ausgestattet. Während des Betriebs werden
unterschiedliche Betriebsgrößen wie Rotordrehzahl oder Windgeschwindigkeit analysiert. Aus
den gewonnenen Daten wird anschließend ein Betriebskennfeld erstellt. Vereist die Anlage, verändern sich ihre aerodynamischen Eigenschaften und
dadurch auch das Betriebskennfeld. Infolgedessen
wird die Anlage in Stillstand versetzt und der Enteisungsvorgang eingeleitet. Die ENERCON Eiserkennungstechnologie überzeugt besonders durch ihre
hohe Zuverlässigkeit. Dies bestätigen nicht zuletzt
unabhängige Institute wie Meteotest.
Ergänzend zum Leistungskurvenverfahren bietet
ENERCON für sensible Standorte einen auf der
Gondel montierten Sensor der Firma Labkotec an.
'LH KRKH (Iʖ]LHQ] GHU (1(5&21 5RWRUEODWWHQWeisungstechnologie belegt eine unabhängige
technische Validierung der Deutschen Windguard
Consulting GmbH. Über einen Zeitraum von fünf
:LQWHUPRQDWHQHUJDEHQVLFKVLJQLʖNDQWH(UWUDJVunterschiede von bis zu 870 MWh bei einem Vergleich zwischen ENERCON E-82 Windenergieanlagen mit und ohne Rotorblattenteisungssystem an
vereisungsgefährdeten Standorten.
Abb. 1
Leistungskennlinie ohne
ENERCON Sturmregelung
Abb. 2
Leistungskennlinie mit
ENERCON Sturmregelung
Bei aktivierter Sturmregelung wird ab einer für
MHGHQ$QODJHQW\SGHʖQLHUWHQ:LQGJHVFKZLQGLJNHLW
die Nenndrehzahl linear reduziert. Die Abregelung
der Nenndrehzahl hat ab einer weiteren anlagenW\SVSH]LʖVFKHQ :LQGJHVFKZLQGLJNHLW HLQH 5HGXzierung der Wirkleistung zur Folge. Erst ab einer
Windgeschwindigkeit von 34 m/s (10-Minuten-Mittelwert) stoppt die Anlage. Zum Vergleich: Bei deaktivierter Sturmregelung stoppt die Windenergieanlage bereits, wenn die Windgeschwindigkeit
im 3-Minuten-Mittelwert 25 m/s bzw. im 15-Sekunden-Mittelwert bei 30 m/s liegt.
Abb. 1
Die Windenergieanlage schaltet bei einer festgelegten maximalen
Windgeschwindigkeit (V3) ab.
V1
V2
V4
V3
=
=
=
=
Einschaltwindgeschwindigkeit
Nennwindgeschwindigkeit
Einschaltgeschwindigkeit nach deaktivierter Sturmregelung
Abschaltgeschwindigkeit bei deaktivierter Sturmregelung
Abb. 2
Die Windenergieanlage reduziert ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit (V3) die Leistung. Eine Abschaltung erfolgt erst bei
einer festgelegten maximalen Windgeschwindigkeit (V4).
V1
V2
V3
V4
=
=
=
=
Einschaltwindgeschwindigkeit,
Nennwindgeschwindigkeit
Beginn der Leistungsreduzierung
Abschaltgeschwindigkeit bei aktivierter Sturmregelung
ENERCON Netzintegration
und Windparkmanagement
3. ENERCON Netzintegration und Windparkmanagement
SEITE 22
SEITE 23
ENERCON Netzintegration und
Windparkmanagement
ENERCON Windenergieanlagen verfügen
¾EHU HLQH LQWHOOLJHQWH 1HW]WHFKQRORJLH
Vorbildlich erfüllen sie die internationalen
1HW]DQVFKOXVVNULWHULHQ ZRGXUFK ZHOWZHLW
HLQH ]XYHUO¦VVLJH (LQVSHLVXQJ GHU JHQHrierten Leistung gewährleistet wird.
2SWLPDOH1HW]LQWHJUDWLRQ
Das ENERCON Netzeinspeisesystem besteht aus
Gleichrichter, Gleichspannungszwischenkreis und
modularem Wechselrichtersystem. Zur Sicherung
einer korrekten Einspeisung in das Netz werden
Spannung, Strom und Frequenz laufend am Referenzpunkt erfasst und an die Anlagensteuerung
ZHLWHUJHJHEHQ 'HU 5HIHUHQ]SXQNW EHʖQGHW VLFK
niederspannungsseitig am Anlagentransformator
der ENERCON Windenergieanlage.
Gleichrichter
Ringgenerator
G
Erregungssteuerung
Die zentrale Aufgabe des ENERCON Netzeinspeisesystems ist es, die erzeugte Leistung gemäß gestellter Anforderungen ins Netz einzuspeisen. Das
ENERCON Netzeinspeisesystem ermöglicht einen
zuverlässigen und andauernden Betrieb in Netzen
mit stark schwankender Spannung oder Frequenz.
ENERCON
Ringgenerator
und Netzeinspeisesystem
Je nach Netz lässt sich das Netzeinspeisesystem
ʗH[LEHOI¾U+]RGHU+]1HW]QHQQIUHTXHQ]SDrametrieren. Die Spannungs- und Frequenzbereiche einer ENERCON Windenergieanlage erfüllen
internationale Standards, die den Betriebsbereich
LP1RUPDOEHWULHEVSH]Lʖ]LHUHQ
Durch die intelligente Steuerung des ENERCON
Wechselrichtersystems werden FACTS-Eigenschaften erbracht. Diese ermöglichen es ENERCON
Windenergieanlagen, einen Beitrag zum Erhalt
und zur Verbesserung der Netzstabilität zu leisten
XQGGLHVSH]LʖVFKHQ$QIRUGHUXQJHQLQWHUQDWLRQDler Netzanschlussbedingungen (unter anderem
das Durchfahren von Netzfehlern) zu erfüllen. Somit können ENERCON Windenergieanlagen in verschiedenste Netze weltweit integriert werden.
~
(1(5&211HW]HLQVSHLVHV\VWHP
Ȍ
OHLVWHWHLQHQ%HLWUDJ]XU6SDQQXQJVXQG
)UHTXHQ]KDOWXQJLP1HW]
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RSWLPDOH1HW]YHUWU¦JOLFKNHLWGXUFKJHHLJ
QHWH$QODJHQVWHXHUXQJXQG%HWULHEVZHLVH
HQWVSUHFKHQG,(&6WDQGDUGVXQG)*:
5LFKWOLQLHQ
Gleichspannungszwischenkreis
Wechselrichter
Filter
Transformator
Anlagensteuerung
Netzmessung
Strom
Spannung
Frequenz
Netz
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6WHXHUXQJVXQG5HJHOXQJVNRQ]HSWGHV
(1(5&211HW]HLQVSHLVHV\VWHPVHUP¸J
OLFKW(LQVSHLVXQJRKQH/HLVWXQJVVSLW]HQ
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)$&76(LJHQVFKDIWHQHUP¸JOLFKHQ6\VWHP
GLHQVWOHLVWXQJHQYHUJOHLFKEDUPLWGHQHQNRQ
YHQWLRQHOOHU.UDIWZHUNHRGHUGDU¾EHUKLQDXV
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(1(5&21LVWZHOWZHLWGHUHUVWH+HUVWHOOHU
GHUHQWVSUHFKHQGH1HW]]HUWLɐNDWHHUKDOWHQ
KDWGLHGLHVH.UDIWZHUNVHLJHQVFKDIWHQ
EHVW¦WLJHQ
3. ENERCON Netzintegration und Windparkmanagement
SEITE 24
STATCOM-Eigenschaften
*UHQ]OHLVWXQJVGLDJUDPP
Für einen stabilen und wirtschaftlichen Betrieb
von Übertragungs- und Verteilnetzen sind die
Blindleistungsregelung zur Spannungshaltung und
die Nutzung der Blindleistung zur Kompensation
von Betriebsmitteln unerlässlich. Die ENERCON
Windenergieanlage stellt bei einem Betriebspunkt
zwischen 20 % und 100 % Nennwirkleistung einen
weiten Stellbereich an Blindleistung zur Verfügung, die dem Energienetz hochdynamisch als
Systemdienstleistung zur Verfügung steht.
SEITE 25
P
Ȍ
DOVG\QDPLVFKH%OLQGOHLVWXQJVTXHOOHQLQ
GHQ1HW]HQ
Ȍ
I¾UVFKZDFKHDQGHU6WDELOLW¦WVJUHQ]H
EHWULHEHQH1HW]H
Ȍ
I¾U.RPSHQVDWLRQVDQIRUGHUXQJHQLP
XQWHUHQ/HLVWXQJVEHUHLFK
100%
Ein wenig
leer.
20%
20 %
Q
Grenzleistungsdiagramm einer E-82 E2
P
Der Blindleistungsstellbereich kann optional
durch die Q+ Option erweitert werden, womit hohe
Anforderungen an einen Netzanschluss weitgehend erfüllt werden können.
100%
/HLVWXQJV)UHTXHQ]5HJHOXQJ
20%
20 %
Grenzleistungsdiagramm einer E-82 E2 mit erweitertem Blindleistungsstellbereich (Q+ Option)
Grenzleistungsdiagramm einer E-82 E2
mit erweitertem Blindleistungsstellbereich
(Q+ Option) und STATCOM-Option
/HLVWXQJV)UHTXHQ]5HJHOXQJEHLEHUIUHTXHQ]
Q
P
Bei Bedarf kann die ENERCON Windenergieanlage
zusätzlich mit der STATCOM-Option ausgestattet
werden. Durch diese Erweiterung des Blindleistungsstellbereichs ist es möglich, dem Energienetz auch dann Blindleistung zur Verfügung zu
stellen, wenn keine Wirkleistung in das Netz eingespeist wird (Stillstand).
ENERCON Windenergieanlagen können einen Beitrag zur Frequenzstabilisierung leisten.
Kommt es aufgrund einer Netzstörung zu einer kurzfristigen Überfrequenz im Netz, können
ENERCON Windenergieanlagen ihre Leistungseinspeisung, bezogen auf die momentane Wirkleistung oder die Bemessungsleistung, gemäß den
Anforderungen des Netzbetreibers reduzieren.
100%
20%
20 %
Q
P
Plimit1
Plimit2
/HLVWXQJV)UHTXHQ]5HJHOXQJEHL8QWHUIUHTXHQ]
Plimit3
Zur Frequenzstabilisierung bei Unterfrequenz
kann die eingespeiste Wirkleistung der ENERCON
Windenergieanlagen limitiert werden. Diese vorgehaltene Leistung wird dann im Fall einer Unterfrequenz bereitgestellt. Die Charakteristik dieser
5HJHOXQJNDQQVHKUʗH[LEHODQYHUVFKLHGHQVWH$Qforderungen angepasst werden.
Plimit4
Option: Vorhalteleistung
flimit1 flimit2
fnenn
flimit3
flimit4
flimit5
f
Kennlinie der LeistungsFrequenz-Regelung einer
ENERCON Windenergieanlage
3. ENERCON Netzintegration und Windparkmanagement
SEITE 26
SEITE 27
Inertia Emulation
Fault Ride Through-Option
ENERCON bietet mit dem Anlagenkonzept die
Möglichkeit, Aufgaben konventioneller Kraftwerke
zur Frequenzstabilisierung zu unterstützen und zu
übernehmen.
Für die Netzstabilität sind das Durchfahren von
kurzzeitigen Netzfehlern und die Sicherung des
bestehenden Netzbetriebs während eines Fehlers
entscheidend. Durch die Fault Ride Through-Option
(FRT) der ENERCON Windenergieanlagen ist es
möglich, verschiedenste gestörte Systemzustände
im Netz (Unterspannung, Überspannung, Kurzunterbrechungen etc.) innerhalb einer Zeitdauer von
bis zu fünf Sekunden zu durchfahren.
Aufgrund des Vollumrichter-Konzepts wird die
Drehzahl des Generators weitestgehend von der
Netzfrequenz entkoppelt. Somit wirken sich Frequenzänderungen im Netz, im Gegensatz zu
klassischen, rotierenden Maschinen, nicht automatisch auf die Leistungsabgabe der Windenergieanlage aus.
Neben der Erfüllung unterschiedlichster internationaler Anforderungen an einen Netzanschluss
ermöglicht die FRT-Option ein Maximieren der installierten Windparkleistung im Netz.
Flexible Parametereinstellungen ermöglichen eine
PD[LPDOH3HUIRUPDQFHKLQVLFKWOLFKGHUMHZHLOLJHQ
Anforderungen der Netzbetreiber oder der RahPHQEHGLQJXQJHQ GHV 3URMHNWV %HL (UNHQQXQJ
eines Fehlers aktiviert die Anlagensteuerung den
Fehlerbetrieb und die ENERCON Windenergieanlage durchfährt den Fehler, ohne sich vom Netz zu
trennen.
Mit der Option „Inertia Emulation“ bietet ENERCON
die Möglichkeit, trotz dieser Entkopplung die in der
Massenträgheit (Inertia) des Rotors gespeicherte Energie dem Netz bei Bedarf als sogenannte
Momentanreserve zur Verfügung zu stellen.
ENERCON FRT-Option
Ist der Netzfehler behoben und kehrt die Netzspannung innerhalb der für den Normalbetrieb
GHʖQLHUWHQ 7ROHUDQ]JUHQ]HQ ]XU¾FN VSHLVW GLH
Windenergieanlage unverzüglich die verfügbare
Leistung in das Netz ein. Für die Rückkehr zur
normalen Leistungseinspeisung nach dem Fehler
stehen verschiedene Strategien zur Verfügung.
:LUG HLQ VLJQLʖNDQWHU (LQEUXFK GHU 1HW]IUHTXHQ]
am Referenzpunkt der Anlage detektiert, erfolgt
eine kurzfristige Steigerung der momentanen
Wirkleistungseinspeisung durch Nutzung der gespeicherten Rotationsenergie.
Ȍ
YHUVFKLHGHQH(LQVWHOOP¸JOLFKNHLWHQYRQ
6WHXHUXQJVYHUIDKUHQ
Ȍ
QDFKVSH]LHOOHQVSH]LɐVFKHQ$QIRUGHUXQJHQ
YRQXQDEK¦QJLJHQ,QVWLWXWHQ]HUWLɐ]LHUW
Ȍ
HUP¸JOLFKWGDVVGLH:LQGHQHUJLHDQODJH
Z¦KUHQGGHV1HW]IHKOHUVLQ%HWULHEEOHLEW
P in MW
P
f
f
PSoll
2,60
Toleranzband (Frequenz)
PIst
2,55
U
1 Normalbetrieb
PInertia
Kontrollband (Frequenz)
P
2 Fault Ride Through-Betrieb
3 Trennung vom Netz
U max
Unteres Frequenzband
2,45
a
3
2
2,50
b
c
1
d
a Beginn der Leistungssteigerung
b Ende der Leistungssteigerung
c Beginn der Leistungsreduzierung
U min
U min, temp
2,40
3
2
Einbruch der Netzfrequenz
2,35
d Ende der Leistungsreduzierung
48
50
52
54
56
58
60
62
64
Zeit in s
0
Eintritt Netzfehler
Prinzipieller Wirkleistungsverlauf einer ENERCON
Windenergieanlage (mit Inertia Emulation)
in Abhängigkeit zur Netzfrequenz
Bsp.: Wirkleistungsverlauf einer ENERCON
Windenergieanlage (mit Inertia Emulation)
bei einem Frequenzeinbruch im Netz
5
60
Zeit in s
Bereich der dynamischen
Netzstützung FRT einer
ENERCON Windenergieanlage
am Referenzpunkt
3. ENERCON Netzintegration und Windparkmanagement
SEITE 29
(U]HXJXQJVPDQDJHPHQWɇ/HLVWXQJVUHJHOXQJI¾URSWLPDOHQ(UWUDJ
(1(5&216&$'$578
Ist die kumulierte Nennleistung der Windenergieanlagen eines ENERCON Windparks größer als die
Netzanschlusskapazität am Netzanschlusspunkt,
sorgt eine spezielle Leistungsregelung dafür, dass
die zur Verfügung stehende Netzanschlusskapazität bestmöglich genutzt wird.
Die ENERCON SCADA Remote Terminal Unit (RTU)
ist ein übergeordnetes System zur Regelung eines
Windparks. In Verbindung mit den Sollwerten, die
beispielsweise durch den Netzbetreiber vorgegeben werden, liefert die RTU dem Windpark Steuerwerte, die über den ENERCON Windparkserver
übertragen werden. Auf diese Weise kann ein geschlossener Regelkreis aufgebaut werden.
P
Installierte Nennleistung je Windenergieanlage
100 %
80 %
∆P
∆P
Windenergieanlagen
Die optimale Koordinierung der einzelnen Windenergieanlagen bei unterschiedlicher Betriebsauslastung innerhalb eines Windparks geschieht vollautomatisch über das Erzeugungsmanagement in
der ENERCON SCADA RTU/ENERCON FCU.
Bei Einspeisung ohne Erzeugungsmanagement könnte im vorliegenden
Fall die vorhandene Netzkapazität
nicht zu 100% ausgenutzt werden.
SCADA Bus
ENERCON
SCADA RTU
Die RTU ist modular aufgebaut. Je nach benötigter
Funktion ist die RTU mit unterschiedlichen Hardwarekomponenten und Regelungsmöglichkeiten
ausgestattet. In der Basisausstattung übernimmt
die RTU die Funktion einer Datenschnittstelle.
Optional kann die RTU mit digitalen und/oder
analogen I/O-Modulen ausgestattet werden, um
Signale mit dem Energieversorger/Betreiber auszutauschen. Hierfür steht eine Vielzahl von Schnittstellen zur Verfügung. Mit Hilfe der RTU ist eine
Regelung des Windparks bezogen auf die Ist-Parameter am Referenzpunkt möglich. Regelgrößen
sind hierbei die Wirkleistung, die Blindleistung
oder der Leistungsfaktor.
Netz
Netzanschluss
Windparkregelung
mit der ENERCON FCU
(QJSDVVPDQDJHPHQWɇPD[LPDOHU(UWUDJEHL1HW]HQJS¦VVHQ
Mit dem ENERCON Engpassmanagement ist es
möglich, Windparks an Netzregionen anzuschließen,
in deren Netz keine ausreichende Übertragungskapazität zur Verfügung steht.
(1(5&21)&8
ENERCON
FCU
Leitung 1
Engpass
(z. B. Leitung 1 fällt aus)
Signale vom
Netzbetreiber
Windpark
I max
Leitung 2
Überlast
Engpass behoben
Die optimale Einstellung der Windparkleistung bei
einem Engpass geschieht vollautomatisch über
das Engpassmanagement im ENERCON SCADA
System.
ENERCON SCADA
System
FCU Bus
P 100%
Ein permanenter Datenaustausch zwischen dem
Windpark und dem Netzbetreiber sorgt dabei für
eine Anpassung der maximal zulässigen Windparkleistung an die Übertragungskapazität. Durch
den maximal möglichen Ertrag bei Netzengpässen
werden die Ertragseinbußen für den Windparkbetreiber minimiert.
ENERCON SCADA
System
Zeit
Windparkleistung (bei Engpässen)
stufenlos einstellbar auf Vorgabe
durch den Netzbetreiber
Die ENERCON Farm Control Unit (FCU) bietet eine
Plattform für anspruchsvolle und schnelle Regelungszwecke eines Windparks. Aus den Netzanschlussregeln für Windparks hat sich eine Vielzahl
von Aufgaben und Anforderungen ergeben, die u.a.
eine leistungsfähige zentrale Spannungsregelung
verlangen. Zur Erfüllung dieser Anforderungen
und Aufgaben stehen für den Signalaustausch mit
dem Energieversorger/Betreiber diverse Schnittstellen zur Verfügung.
Je nach geforderten Anschlussbedingungen bietet
die ENERCON FCU mit einer Responsetime bis zu
einer Sekunde eine Lösung für schnelle Regelungszwecke, die auch einen wirtschaftlich optimierten
Anschluss in relativ schwache Netze ermöglichen.
Durch den Einsatz der ENERCON FCU können verschiedene Regelungskonzepte von Wirk- und Blindleistung, der Spannung oder des Leistungsfaktors
des Windparks ermöglicht werden.
Netz
Netzanschluss
ENERCON FCU – konstante Spannung
bei schwankender Wirkleistungseinspeisung
120,0
30
25
117,5
P
20
U
115,0
112,5
15
10
110,0
Q
5
107,5
0
105,0
Zeit in s
U in kV
Erzeugt eine Windenergieanlage im Windpark weniger Leistung, werden die anderen Anlagen mit
entsprechend höherer Leistung betrieben. Bei einer Einspeisung ohne Erzeugungsmanagement ist
die kumulierte Nennleistung die Einspeisegrenze.
Netzkapazität = 80% der installierten kumulierten
Nennleistung (diese wäre somit die Einspeisungsgrenze ohne Erzeugungsmanagement)
Übersicht ENERCON
SCADA RTU
P in MW
Q in MVar
SEITE 28
ENERCON Fernüberwachung
4. ENERCON Fernüberwachung
SEITE 32
SEITE 33
ENERCON Fernüberwachung
'DV YRQ (1(5&21 HQWZLFNHOWH 6\VWHP ]XU
Datenerfassung, Fernüberwachung, SteueUXQJ XQG 5HJHOXQJ LVW VRZRKO I¾U HLQ]HOQH
Windenergieanlagen als auch für komplette
:LQGSDUNVHLQVHW]EDU
ENERCON SCADA System
Das ENERCON SCADA System (Supervisory Control and Data Acquisition) ist die seit vielen Jahren
bewährte Plattform für die Fernüberwachung und
Fernsteuerung von Windenergieanlagen und integraler Bestandteil des ENERCON Service- und
Wartungskonzepts. Es bietet eine Vielzahl optionaler Funktionen und Schnittstellen für die netztechnische Einbindung von ENERCON Windparks und
die Einhaltung technischer Kriterien der Netzanschlussrichtlinien.
ENERCON SCADA ist modular aufgebaut. Die
hier dargestellten Applikationen können einfach
XQG ʗH[LEHO DQ NXQGHQVSH]LʖVFKH $QIRUGHUXQJHQ
angepasst oder erweitert werden. Durch optimaOH $QSDVVXQJ DQ GLH MHZHLOLJHQ WHFKQLVFKHQ XQG
wirtschaftlichen Bedingungen der WindparkproMHNWHJHZ¦KUOHLVWHWGDV(1(5&216&$'$6\VWHP
maximale Ertragswerte.
ENERCON SCADA Schnittstellen
Betreiber von Windenergieanlagen und Netzbetreiber sind zunehmend daran interessiert, unabhängig von der ENERCON SCADA Remote Software Daten von Windparks online auszuwerten
und Steuerwerte zum Windpark zu übertragen.
ENERCON bietet hierfür Schnittstellen auf Basis
GHU23&;0/'$XQG,(&DQ
ENERCON SCADA Windparkserver
Der ENERCON SCADA Windparkserver ist Teil des
ENERCON Programmpakets und die zentrale
.RPSRQHQWH HLQHV MHGHQ (1(5&21 6&$'$ 6\V
tems. Der Windparkserver ist über das parkinterne Lichtwellenleiter-Datenbussystem mit den
Windenergieanlagen des Windparks verbunden.
Der ENERCON SCADA Windparkserver erfüllt
eine Vielzahl von Funktionen im Zusammenhang
mit der Kommunikation, Steuerung und Regelung
im Windpark. Der Windparkserver ist der zentrale Bereitstellungsort für aktuelle und archivierte
Betriebsdaten der Windenergieanlagen und
ENERCON SCADA Komponenten.
ENERCON SCADA
Windparkserver
ENERCON SCADA
Windparkserver &
OPC-XML-Server
ENERCON SCADA PDI-OPC
Netzwerkverbindung
ENERCON
Service
Kunden-PC
ENERCON SCADA System
Mit dem ENERCON SCADA PDI-OPC steht eine
Schnittstelle zur Verfügung, die einen OnlineZugriff auf Windparkdaten unabhängig von der
ENERCON SCADA Remote Software ermöglicht.
Das kürzeste Aktualisierungsintervall der Daten
in ENERCON SCADA PDI-OPC ist eine Sekunde.
Außerdem ist es möglich, mit Hilfe von ENERCON
SCADA PDI-OPC Sollwerte zu senden, um etwa die
Blindleistungserzeugung des Windparks zu beeinʗXVVHQ
Netzwerkverbindung
OPC-Client
ENERCON SCADA PDI-OPC im SCADA System
4. ENERCON Fernüberwachung
SEITE 34
SEITE 35
ENERCON SCADA 61400-25-104
%HL (1(5&21 6&$'$ KDQGHOW HV
sich um eine Schnittstelle, die das Datenmodell
DXVGHU,(&YHUZHQGHWXQGGLH'DWHQ¾EHU
GDV3URWRNROOGHU,(&¾EHUPLW
telt. Die Schnittstelle kann zur Überwachung von
Windenergieanlagen verwendet werden.
ENERCON SCADA
Windparkserver
ENERCON SCADA Remote
ENERCON SCADA Remote ist Teil des ENERCON
SCADA Programmpakets. Mit ENERCON SCADA
Remote kann eine Verbindung zum ENERCON
SCADA Windparkserver hergestellt werden, um
aktuelle sowie historische Daten des Windparks
online einsehen zu können. Die erfassten Daten
(z. B. Betriebsstunden, Leistung, Windgeschwindigkeit, technische Verfügbarkeit, Statusmeldungen der Windenergieanlagen) können sowohl taEHOODULVFK DOV DXFK JUDʖVFK GDUJHVWHOOW ZHUGHQ
)¾U2IʗLQH$XVZHUWXQJHQN¸QQHQKLVWRULVFKH'D
ten im dBASE IV-Format heruntergeladen werden,
ZDV HLQH ʗH[LEOH :HLWHUYHUDUEHLWXQJ GHU 'DWHQ
mit z.B. einem externen Tabellenkalkulationsprogramm ermöglicht.
Client-PC mit
ENERCON SCADA
Remote Software
ENERCON SCADA Remote
ENERCON Service Info Portal
Das ENERCON Service Info Portal (SIP) bietet
hohe Funktionalität und Transparenz hinsichtlich aller relevanten Anlagendaten. Neben den
ENERCON SCADA Daten können komfortabel,
einfach und schnell alle gewünschten Serviceinformationen zu den eigenen Windenergieanlagen
über das Internet ohne zusätzliche Software abgerufen werden. Ein individuelles Passwort sowie
verschlüsselte Übertragungswege garantieren
doppelten Datenschutz nach neuesten Sicherheitsstandards.
ENERCON METEO
Das ENERCON METEO System dient der Erfassung sowie Auswertung von meteorologischen
Daten mit Hilfe von ENERCON SCADA. Die zentrale Komponente von ENERCON METEO ist der
Datenlogger, untergebracht im Wetterdatenerfassungsschrank. Sensoren und Messmast sind
nicht Bestandteil des ENERCON METEO Systems,
N¸QQHQ MHGRFK DXI :XQVFK PLWJHOLHIHUW ZHUGHQ
Der Datenlogger ermöglicht den Anschluss einer
umfangreichen Auswahl von Sensoren zur Windund Wettermessung. Der Kunde hat hierdurch die
Möglichkeit, die Wettermessung nach seinen Wünschen zu gestalten.
ENERCON SCADA
Windparkserver
Messmast mit Sensoren
Wetterdatenerfassungsschrank
ENERCON METEO System
Die übersichtliche Menüstruktur vereinfacht den
individuellen Zugriff auf alle Monats-, Wochenund Tagesauswertungen der Windenergieanlagen.
Innerhalb weniger Minuten können über das SIP
Ertrags- bzw. Verfügbarkeitsübersichten erstellt
oder Wartungsprotokolle und Einsatzberichte
durch den Kunden eingesehen werden. Das SIP
greift dabei auf die Daten zurück, die vor Ort durch
den ENERCON Service in das interne System eingegeben werden. Serviceleistungen lassen sich so
direkt nachverfolgen.
'LH HIʖ]LHQWHQ 1XW]XQJVP¸JOLFKNHLWHQ GHV 6,3
führen zu einer verbesserten Informationspolitik
und erhöhen zugleich die Kundenzufriedenheit.
Im ENERCON SIP abrufbar
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
Ȍ
6HUYLFHDXIWU¦JHXQG(LQVDW]EHULFKWH
:DUWXQJVDXIWU¦JHLQNO3URWRNROOH
9HUI¾JEDUNHLWHQ
(UWUDJVDXVZHUWXQJHQ
'DUVWHOOXQJGHU/HLVWXQJVNXUYH
.DUWHQ¾EHUVLFKW
6HUYLFHPHOGXQJHQ
6WDWXVPHOGXQJHQ
6WDPPGDWHQGHU:LQGHQHUJLHDQODJHQ
'RZQORDGEHUHLFK
%HUHFKQXQJGHU(UWUDJVDXVI¦OOHEHL
5HGX]LHUXQJGXUFKGHQ(QHUJLHYHUVRUJHU
QXUI¾U'HXWVFKODQG
ENERCON PartnerKonzept
5. ENERCON PartnerKonzept
SEITE 38
SEITE 39
ENERCON PartnerKonzept
Verfügbarkeitsgarantie
ENERCON gewährt seinen Kunden eine technische
Verfügbarkeit von bis zu 97% p.a. inklusive klar
GHʖQLHUWHQ :DUWXQJVIDNWRUV (LQPDOLJ DP 0DUNW
bieten wir diese hohe Verfügbarkeit für eine Laufzeit von bis zu 15 Jahren an. Unser erklärtes Ziel
ist es, den Kunden über die gesamte Laufzeit der
Windenergieanlage zu begleiten und ihm maximale Erträge zu ermöglichen. Liegt die technische
9HUI¾JEDUNHLW LQQHUKDOE HLQHV %HWULHEVMDKUHV XQter dem vereinbarten Wert, erteilt ENERCON dem
Betreiber eine Gutschrift über den Ertragsausfall
aufgrund dieser fehlenden Verfügbarkeit.
0LW GHP (1(5&21 3DUWQHU.RQ]HSW (3.
KDW GHU .XQGH I¾U ELV ]X %HWULHEVMDKUH
die Garantie einer gleichbleibend hohen AnODJHQYHUI¾JEDUNHLW EHL NDONXOLHUEDUHQ %Htriebskosten.
(1(5&213DUWQHU.RQ]HSW
Anzahl
14.000
12.000
Von der Wartung bis hin zu Instandhaltung und
Reparatur – alle Eventualitäten werden mit dem
ENERCON PartnerKonzept durch einen einzigen
Vertrag abgesichert. Aufgrund seiner wirtschaftlichen Servicesicherheit ist es längst zu einem
anerkannten ENERCON Qualitätsmerkmal geworden. Mehr als 90% aller ENERCON Windenergieanlagen werden im Rahmen eines EPKs betreut.
Schäden durch unvorhersehbare Ereignisse, wie
z.B. höhere Gewalt und Vandalismus, können ergänzend mit einer EPK-Zusatzversicherung abgedeckt werden. Deutlich günstiger als herkömmliche Maschinenbruchversicherungen wird sie
mittlerweile von allen bekannten Versicherungsunternehmen angeboten.
Garantie der technischen Verfügbarkeit
Ȍ ELVSDDQIDVWDOOHQ6WDQGRUWHQ
Ȍ (UVWDWWXQJYRQ(UWUDJVDXVIDOOEHLQLFKW
HUUHLFKWHUJDUDQWLHUWHU9HUI¾JEDUNHLW
Ȍ VWDELOH(UWU¦JHI¾U3ODQXQJVXQG)LQDQ
]LHUXQJVVLFKHUKHLW
Überdurchschnittlich lange Laufzeiten
Ȍ /DXI]HLWHQYRQELV-DKUHQ
Ȍ (3.$QVFKOXVVSDNHWI¾UGLH%HWULHEVMDKUH
ELVYHUI¾JEDU
Vor-Ort-Service
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
2000
2011
Jahre
ENERCON Windenergieanlagen
mit EPK weltweit
Präsenz vor Ort ist ein entscheidender Faktor für
HIʖ]LHQWHVXQGVFKQHOOHV+DQGHOQ8QVHUH$X¡HQGLHQVWPLWDUEHLWHU SʗHJHQ HQJH .RQWDNWH ]X GHQ
Windparkbetreibern und sind mit den Standorten
und örtlichen Gegebenheiten vertraut. Über eine
)HUQYHUELQGXQJ HUKDOWHQ VLH ]X MHGHU =HLW =XJULII
DXIDOOHDQODJHQVSH]LʖVFKHQ'RNXPHQWHXQGWHFK
nischen Datenbanken. Außerdem können die Servicemitarbeiter über das Fernüberwachungssystem
ENERCON SCADA auf alle Windenergieanlagen im
Service zugreifen. Störungsmeldungen werden an
unser Servicebüro weitergeleitet, wo automatisch
das Serviceteam ermittelt wird, das sich der entVSUHFKHQGHQ$QODJHDPQ¦FKVWHQEHʖQGHW
Ertragsorientierte Kostenstruktur
Die Kosten des ENERCON PartnerKonzepts orientieren sich am erzeugten Jahresertrag der
Windenergieanlage. Der Kunde zahlt unter BeU¾FNVLFKWLJXQJ GHV MHZHLOLJHQ $QODJHQW\SV HLQ
0LQGHVWHQWJHOW GDV DXI %DVLV GHV LP 9RUMDKU HUreichten Energieertrages berechnet wird. Nach
JXWHQ :LQGMDKUHQ PLW JXWHQ (UWU¦JHQ ]DKOW GHU
.XQGH PHKU QDFK VFKOHFKWHQ :LQGMDKUHQ PLW
schlechten Erträgen entsprechend weniger. Die
ertragsorientierte Kostenstruktur des EPKs bietet
somit einen klaren Liquiditätsvorteil für den Betreiber.
Partnerschaft Punkt für Punkt
(UVDW]WHLOPDQDJHPHQW
Berechnungsformel:
(QWJHOW JHOHLVWHWHN:K[3UHLVSURN:K
(SCADA System)
Die Kosten des EPKs orientieren
sich am erwirtschafteten Ertrag
Wichtigste Voraussetzung für die Gewährleistung
einer hohen Anlagenverfügbarkeit ist neben einer
verlässlichen Anlagentechnik ein perfekt funktionierendes Ersatzteilmanagement. Zur raschen und
zuverlässigen Materialversorgung aller Servicestationen verwendet ENERCON nicht nur kompatible Bauteile, sondern lagert auch Standardmaterialien in ausreichender Menge. Die Kosten
für Herstellung, Transport und Installation von
Ersatzteilen sind vollständig in der EPK-Vergütung enthalten. Dies schließt auch die Kosten
für Hauptkomponenten und die Anmietung eines
Kranes mit ein.
Reparatur- und Ersatzteilgarantie
Ȍ NHLQH=XVDW]NRVWHQI¾U(UVDW]WHLOHRGHU
+DXSWNRPSRQHQWHQEHL'HFNXQJGHU
¾EOLFKHQ5HVWULVLNHQGXUFKHLQHPDUNW
¾EOLFKH0DVFKLQHQEUXFK%HWULHEV
XQWHUEUHFKXQJVYHUVLFKHUXQJ
Ȍ ɐQDQ]LHOOH5¾FNVWHOOXQJHQI¾UJU¸¡HUH
5HSDUDWXUHQQLFKWHUIRUGHUOLFK
Ȍ NRPSOHWWHU6FKXW]DXFKJHJHQXQYRU
KHUJHVHKHQH(UHLJQLVVHPLW(1(5&21
=XVDW]RGHUPDUNW¾EOLFKHU9HUVLFKHUXQJ
Regelmäßige Wartungen
Zentrale Anlagenüberwachung
Ȍ XQXQWHUEURFKHQHK)HUQ¾EHUZDFKXQJ
GXUFK6&$'$6XSHUYLVRU\6\VWHP&RQWURO
DQG'DWD$FTXLVLWLRQ
Ansprechpartner vor Ort
Ȍ GH]HQWUDOVWUXNWXULHUWHV6HUYLFHQHW]I¾U
VFKQHOOH5HDNWLRQV]HLW
Erfolgsorientierte Vergütung
Ȍ NDONXOLHUEDUH%HWULHEVNRVWHQRULHQWLHUWDP
(QHUJLHHUWUDJ
ENERCON Produktübersicht
6. ENERCON Produktübersicht
SEITE 42
SEITE 43
ENERCON Produktübersicht
Das Produktportfolio umfasst Windenergieanlagen von der Sub- bis zur Multi-Megawatt-Klasse.
Rotorfläche
Nabenhöhe
Drehzahl
Abregelwindgeschwindigkeit
AbregelwindgeSturmregelung
schwindigkeit
Windzone
(DIBt)
44 m 1.521 m2 45 / 55 m variabel, 16 - 34,5 U/min 28 - 34 m/s -
IEC/EN IA
800 kW 48 m 1.810 m2 50 / 60 / 65 / 76 m variabel, 16 - 31,5 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IIA
ENERCON E-53 800 kW 52,9 m 2.198 m2
50 / 60 / 73 m variabel, 11 - 29,5 U/min 28 - 34 m/s WZ II exp IEC/NVN Class S
ENERCON E-70 2.300 kW 71 m 3.959 m2 57 / 64 / 75 / 85 / 98 / 113 m
variabel, 6 - 21 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IA und IEC/EN IIA
ENERCON E-82 E2
2.000 kW 82 m 5.281 m2 78 / 84 / 85 / 98 / 108 / 138 m variabel, 6 - 18 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IIA
ENERCON E-82 E2
2.300 kW 82 m
5.281 m2 78 / 84 / 85 / 98 / 108 / 138 m variabel, 6 - 18 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IIA
ENERCON E-82 E4
2.350 kW
82 m
5.281 m2
59 / 69 / 78 / 84 m
variabel, 6 - 18 U/min
28 - 34 m/s
-
IEC/EN IA und IEC/EN IIA
ENERCON E-82 E4
3.000 kW
82 m
5.281 m2 69 / 78 / 84 m
variabel, 6 - 18 U/min
28 - 34 m/s
-
IEC/EN IA und IEC/EN IIA
ENERCON E-92 2.350 kW 92 m 6.648 m2 78 / 84 / 85 / 98 / 104 / 108 / 138 m
variabel, 5 - 16 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IIA
ENERCON E-101 3.050 kW 101 m 8.012 m2 99 / 124 / 135 / 149 m variabel, 4 - 14,5 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IIA
ENERCON E-101 E2
3.500 kW 101 m
8.012 m2
74 m
variabel, 4 - 14,5 U/min
28 - 34 m/s
WZ IV IEC/EN IA
ENERCON E-115
3.000 kW 115,7 m
10.515,5 m2
92 / 122 / 135 / 149 m
variabel, 4 - 12,8 U/min
28 - 34 m/s
WZ III
IEC/EN IIA
ENERCON E-126 EP4
4.200 kW
127 m
12.668 m2
135 m
variabel, 3 - 11,6 U/min
28 - 34 m/s
WZ III
IEC/EN IIA
ENERCON E-126 7.580 kW 127 m 12.668 m2 135 m variabel, 5 - 12,1 U/min 28 - 34 m/s WZ III IEC/EN IA
Windenergieanlagen
Nennleistung
ENERCON E-44 900 kW ENERCON E-48 Rotordurchmesser
Windklasse
(IEC)
ENERCON GmbH
Dreekamp 5 · D-26605 Aurich
Telefon +49 4941 927-0
Fax +49 4941 927-669
www.enercon.de
[email protected]
Technische Änderungen vorbehalten
Stand: Juni 2015

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