Blitzstrom-Messsystem

Ein Denkmal für die Windkraft

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Was Windkraft und Denkmal verbindet

Trotz der Unterschiede, die beide Applikationsarten aufweisen, gibt es deutliche Gemeinsamkeiten. Dass die hohen Blitzströme das Messsystem selbst nicht beschädigen dürfen, ist sowohl beim Hermann wie in jeder Windkraftanlage oberstes Gebot. Ein optisches Messverfahren, das auf dem Faraday-Effekt basiert, schließt Gefährdungen des Monitoring-Systems sowie der weiteren Elektronik in der jeweiligen Anlage aus.

Beide Applikationsarten nutzen die drei vorhandenen Blitzstromableitungen zur Messung. Bei der Windkraftanlage schlägt der Blitz dabei meist in einen Flügel ein. Durch die Verteilung der Sensoren auf die Rotorblätter wird der belastete Flügel direkt identifiziert. Am Hermannsdenkmal teilt sich das äußere Blitzschutzsystem erst unterhalb der Statue in die drei Ableitungen auf. Bei einem Einschlag in die Statue werden daher Teilströme in alle drei Ableitungen erwartet. Die Summe der Teilströme in den Leitungen ergibt dabei die Gesamtstromstärke des Blitzes.

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Bei der Belastung durch Rotation und Vibration unterscheiden sich beide Applikationsarten deutlich. Mit seinem breiten Fundament besitzt das Hermannsdenkmal eine hohe Standfestigkeit. Dagegen benötigt der Betreiber einer Windkraftanlage die ständige Bewegung seiner Anlage zur Gewinnung von Energie. Im Labor wurde das laufende Monitoring-System mit mehrfacher Erdbeschleunigung gemäß der EN 60068-2-27 und EN 60068-2-64 getestet - um sicher zu gehen, dass das System unter diesen extremen Voraussetzungen verlässlich funktioniert.

Fazit

Der Bedarf an umfangreichen und präzisen Informationen über direkte Blitzeinschläge auf der einen Seite, sowie die extremen Bedingungen vor Ort auf der anderen Seite, waren lange Zeit eine große Herausforderung in der Windindustrie. Daher wurde in den letzten Jahren viel mit aufwendigen Messmöglichkeiten experimentiert, um Hinweise über den Einschlag eines Blitzes und die Stromstärke zu bekommen. In diese Bemühungen reiht sich auch die Applikation am Hermannsdenkmal ein. Hier wird deutlich, wie eine Technik aussehen kann, die unter anderem in modernen Windkraftanlagen detaillierte Messergebnisse liefert. Das Blitzstrom-Messsystem LM-S, das am Hermann vor allem der Forschung und Statistik dient, hilft in der Windkraftanlage, die tatsächliche Belastung zu bewerten. Die gewonnenen Informationen werden dann für eine kostenoptimierte Planung von Wartungs- und Service-Einsätzen genutzt. (mz)

* * Dipl.-Wirt.-Ing. Achim Zirkel, Netz- und Signalqualität Trabtech, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg.

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