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70 Meter hoch und mit einem Deck so groß wie ein Fußballfeld – die Dolwin Beta bindet Wind­energieanlagen in der Nordsee an das Festland an. Bild: Finder
Anwendung

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Relais auf hoher See

Text: Manfred Cloot, Finder
Offshore-Windenergieanlagen haben in Bezug auf Effizienz und Umweltverträglichkeit große Vorteile. Zur Übertragung der elektrischen Energie ans Festland wird für Windparks in der Nordsee die Plattform Dolwin Beta gebaut. Die Schaltanlage mit der Steuerungs- und Automatisierungstechnik der auf der Plattform installierten Notstromversorgung wird mit Relaistechnik komplettiert.

Um die in Offshore-Windparks erzeugte elektrische Energie in die Versorgungsnetze am Festland einzuspeisen, ist eine Anbindung über ein Seekabel notwendig. Für einen Windpark-Cluster in der Nordsee hat ABB vom Übertragungsnetzbetreiber Tennet den Auftrag für die Landanbindung erhalten. Eine der Kernkomponenten der Anbindung ist die Konverterplattform Dolwin Beta, die ABB gemeinsam mit der norwegischen Werft Aibel baut. Von der Dolwin Beta aus wird die elektrische Energie aus den Windparks per Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) über eine 138 km lange Leitung zum Umspannwerk Dörpen in der Nähe von Emden transportiert. Dort geschieht dann die Einspeisung in das Versorgungsnetz.

Versorgung der Plattform

Auf der Dolwin Beta sind drei Notstromaggregate installiert, die jeweils mit einem Dieselmotor und einem Generator elektrische Energie für die Versorgung der Plattform erzeugen können. Die beiden sogenannten Auxiliary-Generatoren mit einer Leistung von jeweils 2500 kW werden durch einen Notstromgenerator mit 875 kW ergänzt. Durch die Redundanz mit drei unabhängigen Generatoren ist die notwendige hohe Versorgungssicherheit auf der Plattform gewährleistet. Denn, sollte die Standardversorgung der Plattform einmal ausfallen, könnte es zu kritischen Situationen kommen. Bei zu starkem Wind müssen beispielsweise die Windgeneratoren gebremst beziehungsweise aus dem Wind heraus gedreht werden. Die hierfür notwendige Energie muss die Plattform zur Verfügung stellen.

Relaistechnik in den ­Schaltanlagen

Die Schaltanlagen mit der Steuerung für die Dieselgeneratoren liefert EWA Elektrotechnik. Das Unternehmen plant und fertigt elektrotechnische Steuerungen und Schaltanlagen für unterschiedlichste Anwendungen. Für die Ansteuerung der Notstromaggregate auf der Dolwin Beta setzt EWA auf SPS-Technik. Das Steuerungsprogramm der SPS sorgt bei Bedarf für das Starten der Dieselmotoren, synchronisiert die Generatoren und regelt die Zu- beziehungsweise Abschaltung der Notstromversorgung auf das Bordnetz. Da die SPS-Ausgänge in der Regel keine größeren Verbraucher schalten können, werden für solche Anlagen standardmäßig Koppelrelais eingesetzt. Beispiele für solche Verbraucher sind Ventile und Pumpen. Durch die Verwendung von Koppelrelais werden gleichzeitig die Ausgänge der SPS galvanisch von den Verbrauchern getrennt. Dies reduziert die Störanfälligkeit einer solchen Anlage – gerade für die Offshore-Anwendung ein wichtiger Punkt. Für das Notstromaggregat liefert EWA nicht nur die Steuerung, sondern auch die komplette Niederspannungshauptverteilung, aus der die einzelnen Abgänge mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei der Relaistechnik verwendet man bei EWA Produkte von Finder. Beim aktuellen Projekt kommen unterschiedliche Koppelrelais zum Einsatz. Je nach genauem Anwendungsfall werden Relais der Serien 40, 55 und 60 verwendet. Die Ausgangssignale der SPS steuern die verschiedenen Relais an, die dann wiederum Verbraucher an- beziehungsweise abschalten.

Zuverlässigkeit ist wichtig

Die Dolwin Beta, auf der EWA die Schaltanlagen für die Notstromversorgung installiert wird, liegt im Betrieb etwa 45 km vor der Küste von Norderney. Serviceeinsätze in solch exponierten Lagen sind aufwändig und kostspielig. Die Zuverlässigkeit der Schaltanlagen ist deswegen – und auch wegen der notwendigen Sicherheit auf der Plattform – von großer Bedeutung in dieser Anwendung. Für die Anwendung auf der Dolwin Beta war aber noch ein weiterer Vorteil entscheidend, den die Relais von Finder bieten: Für maritime und Offshore-Anwendungen müssen spezielle Normen erfüllt werden. In diesem Fall waren es DNV (Det Norske Veritas) und Norsok. Dass die Relais von Finder diese Normen erfüllen, erleichtert die Abnahme der gesamten Schaltanlagen. Diese geschieht in mehreren Schritten. Zunächst gab es einen so genannten Factory Acceptance Test, bei dem die Schalt­anlage noch bei EWA überprüft wurde. Anschließend gab es Tests bei MTU, bevor die gesamten Dieselaggregate inklusive der Schaltanlagen auf die Dolwin Beta montiert wurden. Die endgültige Inbetriebnahme geschieht dann in Haugesund bei Aibel. Im Frühjahr 2015 wird die Dolwin Beta dann vor Ort in der Nordsee in Betrieb gehen.

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