DE102012212630A1

DE102012212630A1 - Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage und Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102012212630A1
Application number: DE201210212630
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schiefelbein; Sven Sagner
Original assignee: Repower Systems SE
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, eine entsprechend geprüfte Triebstrangkomponente, eine Windenergieanlage sowie einen End-of-Line-Prüfstand. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Prüfstandssequenz in Bezug auf ihre Dauer und eine im Verlauf der Prüfung vom Prüfstand auf die wenigstens eine Triebstrangkomponente ausgeübte Lasteinwirkung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Triebstrangkomponente im Prüfstand einzufahren. Die erfindungsgemäße Windenergieanlage ist direkt nach Installation und Inbetriebnahme mit Volllast betreibbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, eine entsprechend geprüfte Triebstrangkomponente, eine Windenergieanlage sowie einen End-of-Line-Prüfstand.
Im Bereich der Konstruktion von Windenergieanlagen werden in einigen Fällen Komponenten einer Windenergieanlage, und zwar mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten, in einem Prüfstand geprüft, bevor die Windenergieanlage installiert und in Betrieb genommen wird. Solche Prüfstände, die einzelne Komponenten der Windenergieanlage oder auch eine komplett zusammengebaute Gondel bzw. ein komplett zusammengebautes Maschinenhaus prüfen, werden auch End-of-Line-Prüfstände genannt. Solche Prüfstände umfassen neben einer Steuerungselektronik einen oder mehrere Motoren, die ein Drehmoment auf einen Triebstrang übertragen, insbesondere dort, wo bei der fertig installierten Windenergieanlage der Rotor angesetzt wird. Mittels solcher Prüfstände wird in einer Prüfstandssequenz getestet, ob die mechanischen, elektrischen und/oder elektronischen Komponenten vorgegebenen Richtwerten entsprechen. Die Prüfstandssequenz kann einige Stunden, beispielsweise bis zu 6 Stunden, dauern.
So ist aus WO 2007/140789 A1 ein Windturbinentestsystem bekannt, bei dem ein Triebstrang einschließlich Elektronik und Generator in einen Teststand eingebaut sind, auf die langsame Welle ein Drehmoment ausgeübt wird und außerdem ein Stromnetzsimulationssystem umfasst ist, so dass getestet wird, ob die Windenergieanlage verschiedenen Netzbedingungen entspricht.
Die im Prüfstand getesteten Komponenten oder Maschinenhäuser werden anschließend, nach bestandener Prüfung, zum Aufstellungsort transportiert und dort die Windenergieanlage aufgestellt. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme werden die Getriebe der Windenergieanlagen eingefahren. Diese Prozedur sieht beispielsweise einen leistungsreduzierten Betrieb der Anlage in zwei Stufen vor, der in der Regel einen festgelegten Energieeintrag erfordert, um in die nächsthöhere Stufe zu kommen.
Aus EP 2 009 281 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Getriebe nach Inbetriebnahme der Windenergieanlage vor Ort eingefahren wird, indem die Maximalleistung abhängig von dem bisherigen Ertrag linear erhöht wird, bis der Volllast-Designwert erreicht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfung in einem Prüfstand zu erweitern und die Windenergieanlage nach der Prüfung ihrer Komponenten noch besser einsetzbar zu machen als dies zuvor möglich war.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, gelöst, das dadurch weitergebildet ist, dass die Prüfstandssequenz in Bezug auf ihre Dauer und eine im Verlauf der Prüfung vom Prüfstand auf die wenigstens eine Triebstrangkomponente ausgeübte Lasteinwirkung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Triebstrangkomponente im Prüfstand einzufahren.
Unter Komponenten einer Windenergieanlage werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Triebstrangkomponenten verstanden, insbesondere Getriebe. Ein Triebstrang einer Windenergieanlage besteht im Allgemeinen bei Windenergieanlagen mit Getrieben aus einer langsamen Welle, die vom Rotor angetrieben wird, einem ein- oder mehrstufigen Getriebe und einer schnellen Welle. Die schnelle Welle treibt einen elektrischen Generator. Bei getriebelosen Windenergieanlagen entfallen das Getriebe und die schnelle Welle.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die geprüfte Triebstrangkomponente, also insbesondere auch ein Getriebe, bereits während und mittels der Prüfstandssequenz im Prüfstand eingefahren. Dies bedeutet, dass die Komponente nach dem Prüfen und nach der Installation der Windenergieanlage nicht mehr eingefahren bzw. eingelaufen werden muss. Das Einlaufen bzw. Einfahren bedeutet insbesondere, dass ineinandergreifende Verzahnungen, die besonders hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, sich aneinander anpassen und überstehende Grate, Fertigungstoleranzen im Zahnprofil oder Ähnliches bereits ein- bzw. abgeschliffen sind. So wird auch die Lebensdauer des Getriebes bzw. der Triebstrangkomponente erhöht.
Dieses Einlaufen eines Getriebes oder einer Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage erfolgt üblicherweise im Stand der Technik erst nach Montieren und Installieren der Windenergieanlage vor Ort. Dazu wird für eine bestimmte Dauer oder in Abhängigkeit eines erzielten Ertragswertes die maximale Leistung der Windenergieanlage erhöht, bis die Freigabe zur Volllast erfolgt. Dadurch wird die Windenergieanlage schonend eingefahren und hohe Belastungen direkt am Anfang des Betriebs vermieden. Ein entsprechendes Verfahren zum Einfahren einer Windenergieanlage ist beispielsweise aus EP 2 009 281 A2 bekannt. Abhängig von den Windverhältnissen kann dies sehr lange dauern und bedeutet einen Ertragsverlust. Außerdem findet das Einfahren individuell statt, so dass jedes Getriebe unterschiedlich gut eingefahren wird. Der Einfahrvorgang muss laufend überwacht werden. Die Umstellung auf Normalbetrieb erfolgt händisch.
Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Windenergieanlage von der Installation an sofort mit Volllast betreibbar ist. Dies bedeutet ein Mehrertrag von Anfang an, eine schnellere Übergabe an den Kunden, da das Einfahren bereits sattgefunden hat und im Ergebnis eine größere Kundenzufriedenheit. Außerdem ist das Getriebe bzw. die Triebstrangkomponente dadurch in verschiedenen Lastzuständen getestet, so dass auch eine schnellere und sichere Inbetriebnahme erreicht wird. Zusätzlich ist ein reproduzierbares Einfahrprofil in der Prüfstandssequenz realisierbar, so dass eine Einfahrqualität von Getriebe zu Getriebe gleichbleibend hoch ist. Die Überwachung der ersten Betriebszeit und das Umschalten auf Normalbetrieb per Hand können entfallen, wodurch auch Schäden durch Fehlbedienung ausgeschlossen werden.
Vorzugsweise erfolgt die Lasteinwirkung auf die wenigstens eine Triebstrangkomponente in der Prüfstandssequenz in Form einer Drehmomenteinwirkung und/oder einer Leistungseinwirkung, die über vorgegebene oder vorgebbare Zeiträume so gestuft ist, dass ein Einfahrvorgang der Triebstrangkomponente, insbesondere des Getriebes, nach der Installation der Windenergieanlage entfallen kann. Durch den Entfall des Einfahrvorgangs der Triebstrangkomponente ist diese direkt nach Installation der Windenergieanlage bei Volllast verwendbar.
Um ein triebstrangschonendes Einfahren zu realisieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Maximalwert für die Drehmomenteinwirkung und/oder Leistungseinwirkung in Abhängigkeit von der seit Beginn der Prüfstandssequenz verstrichenen Zeit und/oder einer seit Beginn der Prüfstandssequenz ausgeübten Drehmomenteinwirkung und/oder Leistungseinwirkung gesteigert wird. Dies kann kontinuierlich oder in Stufen erfolgen. Diese im Verlauf der Prüfstandssequenz akkumulierte Drehmoment- und/oder Leistungseinwirkung entspricht, mit einem angemessenen Umrechnungsfaktor, auch einem Ertrag. Der Maximalwert kann bis zur Volllast oder bis zu einer Überlast gesteigert werden oder bei einer Teillast stehen bleiben. Im letztgenannten Fall erfolgt das Einfahren des Triebstrangs besonders schonend, dauert aber auch länger als bei einer höheren Belastung.
Die Prüfstandssequenz nimmt vorzugsweise mehr als 20 Stunden, insbesondere mehr als 45 Stunden, in Anspruch. Dies ist deutlich länger als die normale Prüfstandssequenz für Komponenten von Windenergieanlagen, die nur einige Stunden lang getestet werden. Dies ist jedoch auch deutlich kürzer als die Zeit, die üblicherweise benötigt wird, um eine Windenergieanlage vor Ort nach der Installation einzufahren, da nur ein geringer Teil der Betriebszeit einer Windenergieanlage bei Volllast erfolgt. Durch einen moderaten Mehraufwand an Prüfstandszeit wird somit ein langer Einfahrvorgang vor Ort ersetzt.
Die Prüfstandssequenz umfasst vorzugsweise in ihrem Verlauf eine Steigerung der Lasteinwirkung über eine Teillast, insbesondere bei 20% bis 60%, insbesondere 30% bis 40%, einer Volllast, zu einer Volllast. Damit wird eine stufenweise Erhöhung der Belastung der Triebstrangkomponente, des Triebstrangs oder des Getriebes erreicht, die ein im Rahmen der Prüfstandssequenz schonendes Einfahren darstellt.
Nach Erreichen der Volllast umfasst die Prüfstandssequenz vorzugsweise eine Lasteinwirkung mit Überlast, insbesondere mit bis zu 25% bis 40% über Volllast. Dies ist möglich, da die Volllast im normalen Betrieb eine Sicherheitsmarge im ähnlichen Umfang umfasst, da unter Einwirkung von positiven oder negativen Böen eine Überlastung stattfinden kann gegenüber der Volllast. Dies muss durch die Sicherheitsmargen, mit denen die Windenergieanlage betrieben wird, abgefangen werden. Im Prüfstand, während der Prüfstandssequenz, sind keine unerwarteten Lasten vorhanden, so dass die Sicherheitsmarge zum Einfahren der Triebstrangkomponente, also durch Betrieb bei Überlast, ausgenutzt werden kann. Dadurch lässt sich der Einfahrvorgang weiter beschleunigen.
Eine Prüfstandssequenz kann entweder fest vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von Parametern, Sensorwerten oder Ähnlichem gefahren werden. So ist in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass bei einer Auswahl von einer oder mehreren zu prüfenden Komponenten, insbesondere in vorgebbaren oder vorgegebenen Zeitabständen, eine Temperatur der jeweiligen Komponente erfasst wird, anhand der gemessenen Temperatur oder Temperaturen Temperaturgradienten gebildet werden, wobei eine einem Volllastbetrieb oder Überlastbetrieb entsprechende Lasteinwirkung oder Laststufe so lange vorgehalten wird, bis alle Temperaturgradienten der Auswahl von Komponenten kleiner sind als ein vorgebbarer Grenzwert. Der Grund dieser vorzugsweisen Maßnahme ist, dass die Triebstrangkomponenten zu Beginn des Tests auf Raumtemperatur sind. Die Betriebstemperatur einer Windenergieanlage ist demgegenüber deutlich höher. Die Triebstrangkomponenten, insbesondere ein kompletter Triebstrang inklusive des Getriebes, bilden eine sehr große Masse, die sich nur langsam erwärmt und somit nur langsam in einen Zustand kommt, der dem normalen Betrieb nach der Installation entspricht. Wenn nun die Temperaturgradienten gegen Null streben und kleiner werden als ein jeweils vorgebbarer Grenzwert, wird ein thermischer Beharrungszustand erreicht, der einem Betrieb bei Teillast oder Volllast entspricht. Auch das Betreiben mit Überlast während der Prüfstandssequenz kann dem Ziel dienen, das Erreichen des thermischen Beharrungszustands zu beschleunigen.
Vorzugsweise umfasst die Prüfstandssequenz mehrfache Wiederholungen von Lastsprüngen von mehr als 95% der Volllast auf weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, der Volllast und zurück, wobei jede Laststufe für eine vorgebbare oder vorgegebene Zeitdauer von 30 Sekunden bis 10 Minuten, insbesondere 1 bis 3 Minuten, gehalten wird. Solche Lastwechsel beanspruchen die Triebstrangkomponente besonders stark und beschleunigen das Einfahren der Triebstrangkomponente.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, gelöst, insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben, das dadurch weitergebildet ist, dass die Prüfstandssequenz eine Erfassung von Spektren von Schwingungseigenfrequenzen bei unterschiedlichen Lasteinwirkungen oder Laststufen umfasst, die insbesondere nach Inbetriebnahme der Windenergieanlage als Referenz für eine Schadenserkennungseinrichtung nutzbar sind oder genutzt werden.
Solche Spektren von Schwingungseigenfrequenzen werden auch „Fingerprints“ genannt. Diese „Fingerprints“ werden üblicherweise erst im Betrieb der Windenergieanlage nach erfolgter Installation aufgenommen. Durch die Aufnahme während der Prüfstandssequenz im Prüfstand ist es nunmehr möglich, diese „Fingerprints“ bereits vor der Installation der Windenergieanlage aufgenommen zu haben und somit sofort ab der Inbetriebnahme der Windenergieanlage als Referenz zur Schadenserkennung zu verwenden. Auch dies erhöht die Betriebssicherheit der Anlage ab Inbetriebnahme und beschleunigt die Übergabe und erhöht den Ertrag ab der Inbetriebnahme.
Vorzugsweise werden in mehreren Prüfläufen Spektren von Eigenfrequenzen mit unterschiedlichen Frequenzbändern erstellt.
Vorteilhafterweise wird in wenigstens einem Frequenzbereich der Frequenzbereich durch Erhöhung der Drehzahl der Triebstrangkomponente zur Vermessung des Eigenfrequenzspektrums durchfahren.
Die Erfassung von Spektren von Schwingungseigenfrequenzen erfolgt vorzugsweise gegen Ende der Prüfstandssequenz, insbesondere in einem im Wesentlichen eingefahrenen Zustand der Triebstrangkomponente. Damit bilden die erfassten Spektren die im Betrieb auftretenden Spektren von Schwingungseigenfrequenzen besonders getreu ab.
Da die Auflösung aus Kostengründen begrenzt ist, werden daher bevorzugt mehrere „Fingerprints“ in verschiedenen Durchläufen, wie zuvor beschrieben, erstellt.
Nach dem Durchlaufen der Prüfsequenz und dem Einfahren der Triebstrangkomponente oder Komponenten hat sich einiger Metallabrieb in dem Getriebeöl abgesetzt. Es ist daher vorteilhaft, einen Partikelfilter für die Getriebeflüssigkeit nach Durchlaufen der Prüfstandssequenz zu leeren und zu reinigen.
Zu dem bzw. den erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Getriebe und/oder der gesamte Triebstrang geprüft werden oder die Prüfung an einer, insbesondere komplett montierten, Gondel erfolgt. Die Prüfstandssequenz kann auch die Prüfung anderer Komponenten, insbesondere anderer mechanischer, elektrischer oder elektronischer Komponenten, beinhalten.
Für die Prüfstandssequenz ist die Triebstrangkomponente vorzugsweise in einem Triebstrangaufbau integriert, bei dem Anbaukomponenten, insbesondere eine Getriebeaufhängung und/oder eine Kupplung zum Generator, in ihren mechanischen Eigenschaften, insbesondere Schwingungseigenschaften, der späteren Installation in einer Gondel entsprechen. Damit wird die zu prüfende Komponente unter realistischen Bedingungen geprüft.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können noch weitere Maßnahmen getroffen werden, die die Integration und die Prüfung der Komponenten, insbesondere auch der elektronischen Komponenten, bereits im Prüfstand vollziehen. So ist es vorteilhaft, wenn die Windsensorik während der Prüfstandssequenz durch Strömungserzeugungseinrichtungen mit zum aktuellen Belastungszustand korrespondierender Windgeschwindigkeit angeblasen werden. Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn durch den Regler des Prüfstands die Vorgabe der Drehmomentschwankung auf den aktiven Triebstrang des Prüflings abgestimmt wird, um Aufschaukeln durch überlagerte Regelkreise zu vermeiden. Dies wird vorteilhaft durch wenigstens einen vorgebbaren Parameter in der Drehmomentregeleinrichtung des Prüfstands erreicht, der auf die Drehmomentdynamik einwirkt und auf den aktuellen Prüfling anpassbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Typen von Windenergieanlagen anwendbar. Besonders vorteilhaft ist dies bei Windenergieanlagen, die offshore installiert werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage, gelöst, die in einem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren in einem End-of-Line-Prüfstand vor Installation und Inbetriebnahme der Windenergieanlage eingefahren worden ist und/oder deren Schwingungseigenfrequenzspektren in einem End-of-Line-Prüfstand ermittelt worden sind. Eine solche Triebstrangkomponente ist direkt nach der Installation ohne Einschränkung der Sicherheit unmittelbar voll belastbar.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Windenergieanlage mit einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Triebstrangkomponente, insbesondere einem Getriebe, gelöst, wobei die Windenergieanlage direkt nach Installation und Inbetriebnahme mit Volllast betreibbar ist. Eine solche Windenergieanlage bietet die Vorteile, dass direkt ab der Installation vor Ort ein hoher Ertrag erzielt werden kann und die Übergabe an den Endkunden schnell erfolgen kann, ohne langwierige Einfahrzeiten und Testzeiten vor Ort. Diese können entweder entfallen oder wenigstens stark abgekürzt werden.
Schließlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch einen End-of-Line-Prüfstand für wenigstens eine Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage gelöst, der Mittel zum Ausüben eines Drehmoments auf die Triebstrangkomponente sowie eine Steuervorrichtung aufweist, die ausgebildet sind, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Dafür kann die Steuervorrichtung mit einem entsprechenden Steuerprogramm ausgerüstet sein, das die Prüfstandssequenz steuert. Ebenso kann der Prüfstand Sensoren, etwa Temperatursensoren und/oder Schwingungssensoren, umfassen, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
„Fingerprints“ werden bevorzugt mit dem gondeleigenen Condition Monitoring System (CMS), also der gondeleigenen Schadenserkennungseinrichtung, erstellt. So ist es beispielsweise möglich, getrennte Durchläufe in einem niedrigen Frequenzbereich, einem mittleren und einem hohen Frequenzbereich durchzuführen. So kann beispielsweise in einem niedrigen Frequenzbereich ein Zielfrequenzbereich von beispielsweise 0,0034 bis 100 Hz mit einer Steigerung von 10 Umdrehungen pro Minute durchlaufen werden mit einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit von 800 Umdrehungen pro Minute. Dabei wird beispielsweise eine Auflösung von 0,034 Hz erzielt. Auf diese Weise ist etwa ein Spektrum pro Minute erfassbar.
Für einen mittleren Frequenzbereich kann ein Zielfrequenzbereich von 1 Hz bis 500 Hz eingesetzt sein, wobei eine Steigerung der Rotationsrate von 30 Umdrehungen pro Minute bis zu einem Maximum von 900 Umdrehungen pro Minute angesetzt wird. Die erzielte Auflösung beträgt hierbei 0,166 Hz und es können drei Spektren pro Minute erfasst werden.
Im hohen Frequenzbereich wird ein Zielfrequenzbereich von 1 bis 5.000 Hz angesetzt. Dabei wird eine Steigerung der Rotationsgeschwindigkeit von 60 Umdrehungen pro Minute bis zu einer Rotationsgeschwindigkeit von 1.200 Umdrehungen pro Minute gefahren. In diesem Fall beträgt die Auflösung 1,67 Hz. Dabei sind 6 Spektren pro Minute zu erfassen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren schematisch darstellt.
In einem ersten Verfahrensschritt 1 wird ein Triebstrang in einem End-of-Line-Prüfstand installiert und zum Test vorbereitet. Die Installation kann nur einzelne Komponenten umfassen oder eine ganze Gondel mit allen darin behausten Komponenten.
Im Verfahrensschritt 2 wird der Prüfstandtest mit vorgebbarer oder vorgegebener Prüfstandssequenz durchgeführt. Die Lasteinwirkung hat dabei den Zweck, den Triebstrang und gegebenenfalls weitere Komponenten zu prüfen und den Triebstrang dabei einzufahren. Da bei der Prüfstandssequenz Tests bei unterschiedlichen Laststufen durchgeführt werden, ist es beispielsweise möglich, die Maximalleistung der Leistungseinwirkung im Verlauf der Prüfstandssequenz zu steigern, um den Triebstrang nicht gleich zu Beginn im völlig uneingefahrenen Zustand zu überlasten.
Wenn der Triebstrang eingefahren ist, wird die Prüfung bzw. die Prüfsequenz beendet und die geprüften Komponenten vom Prüfstand entfernt (Verfahrensschritt 3). Anschließend kann im Schritt 4 die Windenergieanlage mit den geprüften und eingefahrenen Komponenten installiert und im Schritt 5 in Betrieb genommen werden, wobei die Windenergieanlage ab Inbetriebnahme ohne nennenswerten Einlaufbetrieb für Volllastbetrieb freigegeben ist.
Alle genannten Merkmale werden allein und in Kombination als zur Erfindung gehörend angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007140789 A1 [0003]
EP 2009281 A2 [0005, 0010]

Claims

Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz in Bezug auf ihre Dauer und eine im Verlauf der Prüfung vom Prüfstand auf die wenigstens eine Triebstrangkomponente ausgeübte Lasteinwirkung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Triebstrangkomponente im Prüfstand einzufahren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinwirkung auf die wenigstens eine Triebstrangkomponente in der Prüfstandssequenz im Form einer Drehmomenteinwirkung und/oder einer Leistungseinwirkung erfolgt, die über vorgegebene oder vorgebbare Zeiträume so gestuft ist, dass ein Einfahrvorgang der Triebstrangkomponente, insbesondere des Getriebes, nach der Installation der Windenergieanlage entfallen kann.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert für die Drehmomenteinwirkung und/oder Leistungseinwirkung in Abhängigkeit von der seit Beginn der Prüfstandssequenz verstrichenen Zeit und/oder einer seit Beginn der Prüfstandssequenz ausgeübten, insbesondere akkumulierten, Drehmomenteinwirkung und/oder Leistungseinwirkung gesteigert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz mehr als 20 Stunden, insbesondere mehr als 45 Stunden, in Anspruch nimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz in ihrem Verlauf eine Steigerung der Lasteinwirkung über eine Teillast, insbesondere bei 20% bis 60%, insbesondere 30% bis 40%, einer Volllast, zu einer Volllast umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz nach Erreichen der Volllast eine Lasteinwirkung mit Überlast, insbesondere mit bis zu 25% bis 40% über Volllast, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Auswahl von einer oder mehreren Komponenten, insbesondere in vorgebbaren oder vorgegebenen Zeitabständen, eine Temperatur der jeweiligen Komponente erfasst wird, anhand der gemessenen Temperatur oder Temperaturen Temperaturgradienten gebildet werden, wobei eine einem Volllastbetrieb oder Überlastbetrieb entsprechende Lasteinwirkung oder Laststufe so lange vorgehalten wird, bis alle Temperaturgradienten der Auswahl von Komponenten kleiner sind als ein vorgebbarer Grenzwert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz mehrfache Wiederholungen von Lastsprüngen von mehr als 95% der Volllast auf weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, der Volllast und zurück umfasst, wobei jede Laststufe für eine vorgebbare oder vorgegebene Zeitdauer von 30 Sekunden bis 10 Minuten, insbesondere 1 bis 3 Minuten, gehalten wird.
Verfahren zum Prüfen von Komponenten einer Windenergieanlage in einem End-of-Line-Prüfstand, wobei wenigstens eine Triebstrangkomponente und gegebenenfalls weitere mechanische, elektrische und/oder elektronische Komponenten mittels einer Prüfstandssequenz im Prüfstand geprüft werden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstandssequenz eine Erfassung von Spektren von Schwingungseigenfrequenzen bei unterschiedlichen Lasteinwirkungen oder Laststufen umfasst, die insbesondere nach Inbetriebnahme der Windenergieanlage als Referenz für eine Schadenserkennungseinrichtung nutzbar sind oder genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren Prüfläufen Spektren von Eigenfrequenzen mit unterschiedlichen Frequenzbändern erstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Frequenzbereich der Frequenzbereich durch Erhöhung der Drehzahl der Triebstrangkomponente zur Vermessung des Eigenfrequenzspektrums durchfahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Spektren von Schwingungseigenfrequenzen gegen Ende der Prüfstandssequenz erfolgt, insbesondere in einem im Wesentlichen eingefahrenen Zustand.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe und/oder der gesamte Triebstrang geprüft werden oder die Prüfung an einer, insbesondere komplett montierten, Gondel erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Prüfstandssequenz die Triebstrangkomponente in einem Triebstrangaufbau integriert ist, bei dem Anbaukomponenten, insbesondere eine Getriebeaufhängung und/oder eine Kupplung zum Generator, in ihren mechanischen Eigenschaften, insbesondere Schwingungseigenschaften, der späteren Installation in einer Gondel entsprechen.
Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage, die in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem End-of-Line-Prüfstand vor Installation und Inbetriebnahme der Windenergieanlage eingefahren worden ist und/oder deren Schwingungseigenfrequenzspektren in einem End-of-Line-Prüfstand ermittelt worden sind.
Windenergieanlage mit einer Triebstrangkomponente, insbesondere einem Getriebe, nach Anspruch 15, die direkt nach Installation und Inbetriebnahme mit Volllast betreibbar ist.
End-of-Line-Prüfstand für wenigstens eine Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand Mittel zum Ausüben eines Drehmoments auf die Triebstrangkomponente sowie eine Steuervorrichtung aufweist, die ausgebildet sind, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.