Schaltschrank Schaltschränke schützen Komponenten in luftiger Höhe

Der Windpark Siegbach im mittelhessischen Schelder Wald wird um drei neue Windenergieanlagen von Nordex erweitert. Für einen reibungslosen Ablauf sorgt Technik von Rittal.

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Rittal GmbH & Co. KG

Die höchste Anlage des Windparks Siegbach misst vom Sockel bis zur Rotorspitze 190 Meter. Sie gehört zu drei neu installierten 2,5 Megawatt Windenergieanlagen der Firma Nordex, die seit einigen Monaten klimafreundlichen Strom ins Netz einspeisen. Pro Jahr sollen hier 16 Millionen Kilowattstunden erzeugt werden. Das reicht für circa 6.400 Haushalte. Auch die Technik im Inneren der Anlagen stammt aus Hessen. Vom Turmsockel bis zur Gondel in luftiger Höhe sorgen Schaltschränke von Rittal für einen umfassenden Schutz der integrierten Komponenten – und damit für einen reibungslosen Ablauf. Die Anforderungen sind hoch, denn die Schaltschränke sind starken Vibrationen und hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt.

„Als Hersteller der Windenergieanlagen sind wir besonders daran interessiert, dass die integrierten Komponenten nicht nur zuverlässig funktionieren, sondern auch leicht und schnell zu installieren und zu warten sind“, erklärt Thomas Brix, Leiter System Department Electrical Engineering bei Nordex.

TS 8-Schaltschränke bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Windenergieanlagen wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um. Dafür ist neben Rotor, Antriebswelle und Getriebe eine Vielzahl von elektrischen und elektronischen Komponenten notwendig. Angefangen von Umrichtern, Steuerungen und Sicherheitseinrichtungen bis hin zu Modulen für Kommunikation und Monitoring. Sie alle sind im Windpark Siegbach in TS 8-Schaltschränken von Rittal integriert. Diesen bieten aufgrund der Profilierung und Systemlochungen sowie der hohen Flexibilität vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Von Vorteil sind der Ausbau auf zwei Montageebenen und das direkte Anreihen, was jederzeit einen nachträglichen und platzsparenden Anbau ermöglicht. Auch die unterschiedlichen Klimatisierungslösungen etwa mit Kühlgeräten und Wärmetauschern lassen sich aufgrund der Plattform „Rittal – Das System.“ einfach integrieren.

Schaltschränke sind zusätzlich mit einer Heizung ausgestattet

Ganz unten in jedem Turm stehen fünf TS 8-Schaltschränke. Hier sind die Baugruppen für die Netzeinspeisung, der Scada Server für die Kommunikation und das Monitoring der gesamten Windenergieanlage integriert. Die Klimatisierung erfolgt über TopTherm Kühlgeräte von Rittal, die hier als Dach- und Wandanbau-Varianten integriert sind. Aufgrund der oftmals sehr niedrigen Temperaturen und der Gefahr einer Kondenswasserbildung sind die Schaltschränke zusätzlich mit einer Heizung ausgestattet.

Allein drei TS 8-Schaltschränke benötigt der Umrichter mit zugehörigen Komponenten. Er sorgt in Verbindung mit einem dreiphasigen Asynchronmotor für einen netzsynchronen Strom, der über Kabel zu einer Trafostation außerhalb der Windenergieanlage gelangt. Dort wird er von 690 V auf 20 kV transformiert. Die Stromverteilung innerhalb des Turms erfolgt über das Sammelschienensystem Rittal Maxi-PLS – eine montagefreundliche Lösung für Schienensysteme von 1.000 bis 4.000 A.

Anlage ab Windgeschwindigkeiten von 3 bis 3,5 m/s automatisch gestartet

In den beiden anderen Schaltschränken sind unter anderem ein Scada Server als Schnittstelle für die Kommunikation zwischen den Windkraftanlagen und das Monitoring von Temperatur, Windgeschwindigkeit etc. untergebracht. Von hier aus wird die Anlage ab einer Windgeschwindigkeit von 3 bis 3,5 m/s automatisch gestartet. Vier Azimutmotoren in der Gondel sorgen dann dafür, dass sich der Rotor in den Wind dreht und die Rotorblätter zusätzlich in den richtigen Winkel für die optimale Anströmung der Luft gestellt werden.

Extreme Belastungen in 140 Meter Höhe

Die Gondel ist das Herzstück der Windenergieanlage und befindet sich bei der Anlage im Schelderwald in 140 Meter Höhe. Darin sind auch die Umrichter der Azimutmotoren, verschiedene Steuerungen und Sicherheitseinrichtungen sowie ein Transformator zur Umrichtung von 690 auf 400 Volt für den Eigenbedarf untergebracht. Sie sind ebenfalls sicher in TS 8-Schaltschränken von Rittal verpackt, die aufgrund der ständigen Bewegungen und Vibrationen oben und unten zusätzlich über Gummilager an Stahlträgern schwingend gelagert sind. Besondere Belastungen erfahren die Schaltschränke in der Gondel insbesondere in den Fällen, wo Windenergieanlagen in einen „Notstopp“ fahren müssen. Deshalb dürfen Windenergieanlagen auch während des laufenden Betriebes nicht betreten werden, da die Erschütterungen bei einem „Notstopp“ nicht nur in der Gondel erheblich sind. Die schwingende Lagerung und eine hohe Qualität der Schaltschränke und Systemkomponenten sichert in verschiedener Hinsicht den zuverlässigen Betrieb der Windenergieanlage. Rittal bietet darüber hinaus auch durch Erdbebenkits verstärkte Schaltschränke und eine Auswahl unterschiedlicher Schaltschrankmaterialien für die Aufstellung in der Gondel an.

Zur Messe HusumWind zeigt der Hersteller sein umfassendes Produktportfolio für alle Anwendungsbereiche bei Windenergieanlagen – vom Turm über die Gondel bis hin zur Nabe. Zu den Highlights zählen Neuentwicklung bei Pitchgehäusen und Gondelschränken. (jup)

* *Jan-Oliver Kammesheidt ist internationaler Branchen- und Key Account Manager Erneuerbare Energien bei Rittal.

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