Duurtests voor de windindustrie
Om de kracht van de wind te benutten, moeten verschillende kabels betrouwbaar functioneren en aan veel verschillende technische vereisten voldoen. Voor de continue ontwikkeling van turbines die over de hele wereld worden gebruikt, werkt W2E samen met HELUKABEL.
Windenergie is inmiddels een vast onderdeel van de wereldwijde energiemix. Veel ervan wordt geproduceerd met turbines van W2E Wind to Energy, een ontwikkelaar gevestigd in Rostock, Duitsland. Keer op keer wordt dit bedrijf geconfronteerd met kabeluitdagingen. Dr. Torsten Schuett, hoofd elektrotechniek bij W2E, zegt: “Het eerste waar iedereen aan denkt, is hoe de opgewekte stroom moet worden overgedragen. Onze turbines hebben momenteel een vermogen van zo'n drie megawatt, waarmee stromen van enkele duizenden ampères gepaard gaan.” Naast de eigenlijke stroomkabels zijn er echter nog vele andere belangrijke kabels in de gondel en toren die ervoor zorgen dat de windturbines goed werken. Deze kabels transporteren data van verschillende sensoren die bijvoorbeeld druk, toerental, vermogen, spanning, temperatuur en oliepeil meten. Dergelijke kabels kunnen ook verschillende motoren aansturen die ervoor zorgen dat de gondels en rotorbladen in de richting staan met de meeste wind. Daarnaast lopen er nog meer kabels buiten de eigenlijke windturbines. Glasvezelkabels vormen een netwerk van het hele windpark, waardoor de exploitant te allen tijde alle informatie in realtime kan volgen. Uwe Schenk, Global Segment Manager Wind bij HELUKABEL, ondersteunt W2E bij alle technische vragen die zich voordoen. “We zijn al heel lang bezig met windenergie, dus we hebben veel expertise in de uitdagingen die daarbij komen kijken. Het is voor mij persoonlijk altijd belangrijk geweest om er voor de klant op locatie te zijn”, zegt Schenk. “Alleen zo komen we erachter waar de echte knelpunten zitten en hoe wij als kabelfabrikant kunnen bijdragen.”
De grootste uitdagingen voor kabels in windturbines
Internationale richtlijnen
Internationale normen en richtlijnen zoals UL, IEC of CSA kunnen een grote uitdaging vormen voor ontwikkelaars van windturbines. Zo is in mei 2016 UL 6141 van kracht geworden, die bepaalt dat alle toegankelijke kabels in Noord-Amerika in kabelgoten moeten worden gelegd. Als dit onpraktisch of onmogelijk is, zijn alleen kabels met tray-classificatie toegestaan voor blootliggende uitvoering. W2E vertrouwt op HELUKABEL om aan deze vereisten te blijven voldoen en om te voldoen aan de nodige normen. Als een product in veel regio's is goedgekeurd voor gebruik, kan de ontwikkelaar gemakkelijker internationale projecten uitvoeren.
Potentiële egalisatie
Windturbines zijn erg gevoelig voor blikseminslag omdat ze een grote hoeveelheid metaal bevatten, groter zijn dan de meeste constructies of objecten in de buurt en worden blootgesteld aan de elementen. Bliksem treft meestal de rotorbladen en moet worden omgeleid van de hub en toren. Bliksemaantrekkende receptoren ontladen de energie van de aanval op de gewenste bevestigingspunten. Het verspreidingsproces is uitdagender voor roostertorens, omdat niet-afgeschermde kabels moeten worden beschermd in een kooi van Faraday. Het is daarom makkelijker om gewoon afgeschermde kabels te gebruiken.
Slijtage
Kabels die strak tegen elkaar zijn gelegd in de lus wrijven constant tegen elkaar aan door torsiebewegingen. Deze slijtage vermindert de wanddiktes, die na verloop van tijd de draadisolatie en koperdraden kunnen beschadigen. Om deze schade te voorkomen, gebruikt HELUKABEL polyurethaan en vergelijkbare thermoplastische elastomeren. Deze afwerking zorgt voor een extra beschermingslaag. De buitenmantel moet een laag klevend oppervlak hebben om ervoor te zorgen dat de kabels soepel langs elkaar glijden.
Temperatuur
Bittere kou en laaiende hitte - windturbines zijn te vinden op een groot aantal locaties en worden vaak blootgesteld aan extreme temperaturen en soms grote temperatuurschommelingen. De kabels zijn gemaakt van speciale synthetische materialen die zijn ontworpen om temperatuurbereiken van -55 °C tot +145 °C (-67 °F tot +293 °F) te weerstaan. De respectievelijke producten zijn ontworpen voor gebruik over de hele wereld, waardoor er geen verschillende versies nodig zijn.
Elektromagnetische compatibiliteit (EMC)
Een scherm voorkomt elektromagnetische interactie tussen de kabels die in de windturbine zijn geïnstalleerd, wat anders zou kunnen leiden tot ernstige storingen in het systeem. HELUKABEL raadt aan om een D-zeef (wrapped screen) te gebruiken om een optimale langdurige afscherming voor torsietoepassingen te garanderen. Dit geldt met name voor de kabels die in de lus worden gelegd, die aan strenge constructie-eisen moeten voldoen.
Torsie
De kabellus zorgt ervoor dat de gondel en rotorbladen in de optimale positie kunnen draaien op basis van de windrichting. De torsiebestendige kabels die in de lus worden gebruikt, moeten tot drie keer om hun eigen as kunnen draaien. Om dit te bereiken worden extreem duurzame klasse 5 en klasse 6 koperen geleiders met geoptimaliseerde leglengtes gebruikt. Er worden speciale schuurlengtes gebruikt. Speciale slijtvaste materialen dienen als isolatie voor de draden en mantel, waardoor de kabels 18.000 torsiecycli kunnen doorstaan.
Halogeenvrij
Verzekeraars dringen aan op het gebruik van halogeenvrije materialen om kostbare schade bij brand te voorkomen. Dit voorkomt verontreiniging door giftige gassen en bijtende zuren die ontstaan bij het verbranden van gehalogeneerde materialen in vochtige omstandigheden. olie weerstand: In de windindustrie worden speciale oliën gebruikt die een uitdaging vormen voor veel materialen die vaak worden gebruikt om mantels te maken. Veel van deze materialen slagen niet voor de versnelde verouderingstest bij blootstelling aan deze oliën. HELUWIND WK-producten worden daarom getest op hun lange termijn duurzaamheid, naast VDE of UL (Oil Res I, Oil Res II) testprocedures.
DAT ZEGGEN DE PRO'S:
Dr. Torsten Schuett, Hoofd Elektrotechniek, W2E “Het brede scala aan internationale richtlijnen kan het ontwikkelen van windturbines voor de hele wereld tot een uitdagende taak maken. Om onze kosten zo laag mogelijk te houden, proberen we een zo klein mogelijk assortiment kabels aan te schaffen, die gecertificeerd zijn voor gebruik in veel verschillende landen.”
Uwe Schenk, Global Segment Manager Wind, HELUKABEL “Ik heb veel kabels in de lus gezien die torsiebewegingen niet aankunnen. De gevolgen waren knikken, draadbreuken en materiaalslijtage, wat op zijn beurt leidde tot stilstand van de turbine en duur onderhoud. Om dit resultaat te voorkomen, onderwerpen we onze kabels aan de strengste tests voor bruikbaarheid op lange termijn.”