Design

Vom Konzept bis zur validierten und zertifizierten Gesamtanlage

bedarfsgerechte Kundenlösungen - von fachlich spezialisierten Ingenieuren

windwise bietet umfangreiche Ingenieursdienstleistungen – stets im Fokus der WINDENERGIE.

Wir sind Ansprechpartner für alte und neue Anlagentechnologien, Netzintegration, Windparkmanagement und Weiterbetriebsgutachten.

Mit unserer jahrzehntelangen Expertise „im Wind“ beantworten wir Ihre Fragen zu Leistung und Zuverlässigkeit Ihrer Windenergieanlage, bieten 2nd Level-Support zur Fehleranalyse betrachten Möglichkeiten der Ertragssteigerung, unterstützen und begleiten, auch vor Ort, bei z. B. einem notwendigen Komponentenaustausch, stellen geeignete Retrofitlösungen vor und bewerten Alternativstrategien.

windwise bietet seinen Kunden in der Projektplanung eine umfassende Unterstützung für die Realisierung einer Windkraftanlage oder auch eines Windparkvorhabens, vom Bauantrag bis zur Errichtung der Windenergieanlage(n)  – wir unterstützen wir Sie bei der Umsetzung Ihrer Projektidee.

Mit der Konstruktion der maxcap entwickelt windwise eine Windenergieanlage für Schwachwindstandorte mit erhöhtem Kapazitätsfaktor. 

maxcap zeichnet sich durch die Kombination eines großen Rotora und eines vergleichsweise kleinen Generators der 2,5 MW-Klasse aus. Eine neuartige Technologie, die speziell bei schwankenden Strompreisen einen vergleichsweise erhöhten Deckungsbeitrag erwirtschaftet.

Unsere Softwareingenieure haben langjährige Erfahrungen in der Prozessoptimierung einer Windenergieanlage. Wir setzen bei der maxcap auf eine effiziente SCADA-Softwarelösung. Der modulare Aufbau ermöglicht die Anpassung auf individuelle Anforderungen.

windwise hat im Projekt maxcap eine eigene Umrichtertechnik entwickelt. Die neue Technik ist am CWD in Aachen in vielen Tests unter extremen Bedingungen getestet worden. Wir sind stolz auf unsere Neuentwicklung – die Tests hat die maxcap-Technologie mit Bravour bestanden!

windwise - wir geben umfassenden Support...

Entwicklung und Validierung von Teilfunktionen, Teilsystemen

Simulation und Lastenrechnung

Ideengeber & Zuverlässigkeit & Lebensdauer & Cost out

Beim Thema Simulation geht es darum, den Digitalen Zwilling einer WEA oder auch einer Komponente zu erschaffen, um neue Windenergieanlagen und Komponenten zu entwickeln, diese auf Zuverlässigkeit und Standsicherheit zu prüfen, die Lebensdauer von Windenergieanlagen und Komponenten zu ermitteln und nicht zuletzt, um Potenziale im Design Change Management zu validieren.

Zur Modellierung solcher Berechnungen, setzen  windwise-Ingenieure die aeroelastische Simulationssoftware Flex5 ein.

Die windwise-Ingenieure bieten mit Flex5 und ihren langjährigen Erfahrungen in der Windindustrie ein weitgefächertes Simulationsportfolio an – stets flexibel und individuell angepasst.

Neben der Mehrkörpersimulation im Maschinenbau findet die Simualtion mit Flex5 auch bei den Weiterbetriebsgutachten 20+, die windwise für viele Anlagen- und Windparkbetreiber bereits erstellt hat, eine große Rolle.

Windenergieanlagen in der Anlagenklasse 600 kwh benötigen nach 20 Jahren einen aktuellen Nachweis der Standsicherheit für den Weiterbetrieb.

Speziell für diesen Nachweis kann mit  Flex5 das Potenzial für den Weiterbetrieb unter Berücksichtigung der tatsächlichen Schädigung (Abnutzung), individuell für jede Windenergieanlage, errechnet werden.

Neben vielen anderen europäischen Ländern will auch Deutschland in der Energieversorgung künftig unabhängig sein.  „Der wirkliche Weg zur energiepolitischen Unabhängigkeit ist der Ausstieg aus den fossilen Energien. Die Sonne und der Wind gehören eben niemandem“, sagte Habeck.

Bei den jüngste Nachfragen von Simulationen registrieren wir einen Trend von digitalen Performances bei Turbinenneuentwicklungen im Schwachwindbereich.

Speziell die Simulationsanfragen von Windenergieanlagen mit einer Nabenhöhe >100m kombiniert mit einem Rotordurchmesser >200m können sicher in den aktuellen Kontext der „Energiebeschaffung im eigenen Land“ eingeordnet werden.

Als erste Windenergieanlage für einen Schwachwindstandort hat windwise die maxcap WEA entwickelt. Die maxcap WEA zeichnet sich insbesondere durch die Kombination eines verhältnismäßig großen Rotors mit einem kostenoptimiertem Generator aus der 2,5 MW- Klasse aus. Diese Kombination ist derzeit im Markt noch einzigartig.

Wertvolle Erfahrungen aus vergangenen Simulationsberechnungen für die maxcap-Technologie nutzen unsere Ingenieure für weitere neue Anlagenentwicklungen schon heute – sowohl für Windturbinen onshore als auch offshore.

…und wenn windwise-Ingenieure mit der Neuentwicklung von Schwachwindanlagen einen  Beitrag für mehr Unabhängigkeit in der europäischen Energieversorgung leisten können – dann tun wir das mit Überzeugung!

Ein weitgefächertes Simulationsportfolio

mit Flex5 + langjähriger Expertise in der Windindustrie

CAD Konstruktionen

Intelligente Konstruktionslösungen mit Solidworks

Jede Windenergieanlage muss auf den entsprechenden Standort angepasst werden. In ihrem Lebenszyklus wird es verschiedenste rechtliche und klimatische Veränderungen geben, für die Anpassungen konstruktionstechnischer Art notwendig werden.

Eine Herausforderung, die für unsere windwise-Konstrukteure zum Tagesgeschäft gehört.

Neben der fachlichen Qualifikation genügen sie hier immer wieder ihrem eigenen Anspruch: intelligente Lösungen mit kostengünstigem Design zu kombinieren.

Mit SolidWorks nutzen unsere CAD-Zeichner(in) eine Software, die optimale Voraussetzungen für ein schnelle Umsetzung von eigenen Ideen zum fertigen Produkt ermöglicht.

Als jüngstes Beispiel einer rechtlichen Anpassung für Windenergieanlagen ist die bedarfsgerechte Nachtkennzeichnung zu nennen.

Meist ältere WEA müssen mit BNK nachgerüstet werden. Diese Systeme sind sehr unterschiedlich aufgebaut und erfordern typ-spezifische Lösungen.

Neben der Integration in das elektrische Netz sind in der Regel auch Anpassungen bei der Hardware, beispielsweise für die Installation von Netzwerkverkabelung, notwendig.

Die besondere Vielfalt der Windenergieanlagen erfordert ein hohes Maß an Fachwissen, um qualitative und kostengünstige Konstruktionsvorschläge zu unterbreiten.

Die Spezialisierung unserer Konstrukteure auf den Bereich der Windenergie ermöglicht 3D-Konstruktionen mit hohem Praxisbezug für jedes Bauteil einer Windenergieanlage.

Dabei geht immer auch um den ganzheitlichen Ansatz: neben allen Komponenten einer Windenergieanlage, angefangen von den Lagern bis zum Triebstrang, dem Maschinenhaus und der Nabe, konstruieren sie die Anbindung an das Fundament und den Turm, und berücksichtigen nicht zuletzt auch den Transport und auch die Wege- und Standortplanung.

Für die Installation einer Windenergieanlage im Feld liefern unsere Konstrukteure nicht nur die Fertigteilzeichnungen und die Stücklisten, sondern erstellen darüber hinaus auch die entsprechenden Dokumentationen und Arbeitsanweisungen. Auf Kundenwunsch ist auch eine Unterstützung vor Ort möglich.

windwise-Konstrukteure - Spezialisten für Windenergieanlagen

Elektro-Konstruktionen

Moderne Planung, Konstruktion und Fertigung mit EPlan

Multi-Megawatt-Windengieanlagen sind stets ein Zusammenspiel von mechanischen Bauteilen und den zugehörigen elektrischen Steuereinrichtungen.

Unsere Elektro-Ingenieure bieten mit Ihrem windspezifischen Know-How vielfältige und professionelle Dienstleistungen im Bereich des Elektrodesigns von Windenergieanlagen an.

Das Portfolio umfasst detaillierte Spezifikationen für alle elektrischen Komponenten einer Windenergieanlage – vom Generator bis zum Transformator – vom Azimut bis zum Pitchsystem.

Schaltpläne für die Elektrischen Schränke ergänzen das Konstruktionsangebot.

Die elektrotechnische Auslegung wird stets nach DNVGL-Richtlinie sowie den europäischen Standards und IEC-Normen ausgeführt.

Da unsere Windenergieanlagen weltweit installiert werden, sind wir mit der Übernahme von örtlichen Besonderheiten und Normen vertraut. 

Unsere elektrischen Dokumentation liefern wir immer in Englisch und auf Wunsch auch in der jeweiligen Landessprache.

Die Ausführungen der Elektrokonstruktionen werden u. a. mit Eplan umgesetzt.

Der Einsatz von Eplan ermöglicht die Digitalisierung von Stromlaufplänen für eine vollständige und effiziente Anlagendokumentation. Das intergierte Revisionsmanagement und die standardisierte und individuelle ERP- und PLM/PDM-Schnittstellen sichern durchgängige Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Im windwise-Engineering-Team arbeiten Elektro- und Maschinenbauingenieure in enger Abstimmung zusammen.
Kurze Wege sparen Zeit, minimieren den Konstruktionsaufwand, garantieren dem Kunden funktionelle Ergebnisse
und bieten einen allumfassenden Support.

Konstruktionslösungen - elektrisch und mechanisch

eine optimale Verbindung - bei windwise alles unter einem Dach

moderne WEA-Steuerung entwicklen - erweitern - optimieren

Die Abkürzung SCADA steht für Supervisory Control and Data Acquisition. Unternehmen nutzen SCADA-Systeme, um ihre Anlagen standortübergreifend zu steuern sowie Daten über deren Betrieb zu sammeln und aufzuzeichnen.

Mit SCADA-Systemen kann ein Unternehmen seine industriellen Prozesse sowohl lokal als auch remote steuern. Unternehmen können mithilfe von Echtzeitdaten ihre Prozesse überwachen und dokumentieren.

Mit SCADA wird eine Interaktion mit sämtlichen Komponenten wie Motoren, Pumpen und Sensoren möglich. 

In der Energiewirtschaft lässt sich mit Hilfe von SCADA der Stromverbrauch bestimmter Motoren oder Systeme senken, wenn sich z. B. eine Belastungsspitze abzeichnet. Das steigert die Effizienz und optimiert die Prozesssteuerung.

Die windwise-Softwareingenieure sind überzeugt von der Effizienz der SCADA-Systeme für jede Art von Windenergieanlage.

Ein SCADA-System ermöglicht einem Windparkbetreiber nicht nur ein effektives Engineering, sondern spart Zeit und Geld in der Betriebsführung.

Unsere Softwareingenieure optimieren SCADA auch für Ihre Windenergieanlage  – sie stimmen sich eng mit den Unternehmenszielen ab, lokalisieren Probleme in der Betriebsführung und entwickeln effiziente Lösungsalgorithmen – damit Software und Hardware, vergleichbar mit einem maßgeschneiderten Anzug, optimal zu einander passen.

windwise - SCADA-Steuerung - effektive Prozesssteuerung

remote und lokal

Stetige Anpassungen an alle Netze - Ideen und Lösungen

In Kanada, USA, Mexiko und einigen nördlichen Staaten Südamerikas sowie in Saudi-Arabien beträgt die Netzfrequenz 60Hz. In Europa, in großen Teilen Asiens, Australien, dem Großteil von Afrika und Teilen von Südamerika hingegen wird eine Netzfrequenz von 50 Hz verwendet wird. In Japan gibt es regional spezifisch bis heute noch beide Frequenzen. Das hat wohl historische Gründe und eine Standardisierung ist, Stand heute, eigentlich keine Option mehr.

In einer globalisierten Welt muss das Design einer WEA so konzipiert sein, dass der gewonnene Windstrom, zur Einspeisung in das Stromnetz, mit der jeweiligen Netzfrequenz synchronisiert werden kann. Technisch erfolgt das in einem Umrichtersystem.

Hinzu kommt die Entscheidung: Wechselstrom oder Gleichstrom?

Wird elektrische Energie über große Entfernungen übertragen, ist die Gleichstromübertragung aufgrund von hohen Übertragungsverlusten im Vergleich zur Wechselstromübertragung unwirtschaftlich.

Ein guter Grund für windwise-Ingenieure bei Windenergieanlagen auf Wechselstrom-Technologie zu setzen.

In Abwägung der Vor- und Nachteile und basierend auf den langjährigen Erfahrungen von Elektro-Konstruktionen bei Windenergieanlagen, haben sich unsere windwise-Ingenieure bei der maxcap WEA für ein Design mit einem Vollumrichter entschieden.

Dieses neu entwickelte Umrichtersystem ist ausgerichtet auf eine Nennleistung von 2.3 MW 

Die Leistung der maxcap-WEA wird über diesen Vollumrichter an die Frequenz und Spannungsanforderung des elektrischen Netzes angepasst.

Die „Netzseite“ des Vollumrichters ist mit IGBT-Halbleitern aufgebaut. Diese ermöglichen mit optimierter Regelung die Erfüllung verschiedenster Netzregularien.

Der Generator ist als elektrisch erregte Synchronmaschine ausgeführt. Diese wird über eine sogenannte Erregermaschine geregelt. So kann der generatorseitige Umrichter als passiver Dioden-Gleichrichter ausgeführt werden und muss keine Regelungsaufgaben übernehmen. Diese Diodenbauteile sind weitaus robuster als IGBT-Halbleiter und verbessern den elektrischen Gesamt-Wirkungsgrad des Umrichters um beachtliche 1%.

Unsere fachliche Expertise zu internationalen Umrichter- und Stromnetzfragen stellen wir Ihnen auf Anfrage gern zur Verfügung.

windwise - ein verlässlicher Partner - auch weltweit!

WNDWISE GMBH

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