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Das smarte Konzept von SAILWIND-POWER

Das smarte Konzept von SAILWIND

Was früher Aufgabe des Müllers war, wenn er der Segel seine Mühle einstellte oder rollte, wird bei SAILWIND von Servomotoren übernommen. Segel werden automatisch gerollt und getrimmt, je nach Windgeschwindigkeit. Selbstverständlich wird auch die Gondel motorisch in den Wind gedreht. Natürlich alles mit den modernsten Möglichkeiten heutiger Elektronik: Datenübertragung vom Rotor, Fernüberwachung der Betriebszustände der ganzen Windanlage und selbstoptimierender Steuerung. SAILWIND läuft also vollkommen automatisch, benötigt keine menschliche Überwachung und Kontrolle im Betrieb.

 

Jede SAILWIND hat einen Regler zur Selbstoptimierung der Leistung. Je nach Standort werden die optimalen Regelparameter und Kennfelddaten des Rotors für Windstärke und Windrichtung ermittelt und selbsttätig angepasst, so dass die Maschine immer auf die optimalen, lokalen Windverhältnisse einstellt ist. Selbstoptimierende (adaptive) Regelkreise garantieren den Betrieb von SAILWIND immer im Maximum-POWER-Point.

Entwicklungen von SAILWIND-POWER
Wissenschaft der Windräder

SAILWINDs im Verbund

Besonders interessant sind SAILWIND-Anlagen im Verbund oder ganze Windparks, weil Sie Daten untereinander austauschen. Möglich wird dies durch übergeordnete Regelalgorithmen, so dass einerseits die Betriebssicherheit der einzelnen Anlagen erhöht, vor allem aber die Energieeffizienz gesteigert wird. Windrichtungs- und Windstärkenänderungen z.B. bei Böen werden von einem SAILWIND-System in Luv erfasst, die Daten prädiktiv für weitere in Lee liegende Maschinen verarbeitet. Die übergeordnete Regelung hat einen intelligenten Algorithmus um jeweils dynamisch zu erkennen, welches System im Verbund gerade in Luv des Windfeldes ist. Die anderen Maschinen werden danach ausgerichtet. So wird es heute auch bei Offshore-Windparks gemacht. Damit wird die Betriebssicherheit erhöht und die Effizienz der Einzelmaschinen im Verbund gesteigert. SAILWIND sind vollautomatische, leistungsfähige Windkraftanlagen, die großen Windrädern in keiner Weise nachstehen. Das gibt es bei keiner anderen Kleinwindanlage auf dem Markt!

Zustandsüberwachung und Predictive Maintanance

Grundsätzlich werden alle Betriebs- und Zustandsdaten einer Maschine nicht nur vor Ort gespeichert, sondern auch drahtlos (via GSM) auf einen zentralen Web-Server übertragen und in einer Cloud gespeichert. Dies dient der lückenlosen Zustandsüberwachung. Ereignisse in der Vergangenheit können jederzeit abgerufen werden. Eine Vielzahl von Sensoren registrieren die Belastungen der Maschine.

Fernwartung und Überwachung jeder einzelnen SAILWIND-Maschine im Sinne einer vorausschauenden Instandhaltung «Predictive Maintanance» sind implementiert. AI/ KI basierte Diagnosemodelle sollen die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Anlage erhöhen. Obligatorische Wartungszyklen lassen sich so verlängern. Ist ein Serviceeinsatz oder eine Reparatur fällig, wird eine Funk-Meldung an eine Servicestelle in der Nähe ausgelöst.

Windkraftanlagen von SAILWIND-POWER an der HTWG Konstanz
Optimierungspotenzial der Windkraftanlagen

Optimierungspotenzial

In alter Zeit waren Segel glatt und flach geschnitten, oft ohne "Bauch". Der Vortrieb war entsprechend gering. Heutige Hochleistungssegel mit strömungsoptimierten Segelschnitten, wie sie auf Rennjachten gefahren werden, ermöglichen eine enorme Leistungssteigerung. Natürlich auch für SAILWIND. Wir wissen durch CFD-Simulationen, dass sich die optimalen Segelschnitte von Booten jedoch nicht auf SAILWIND übertragen lassen. CFD-optimierte Segelschnitte für SAILWIND müssen anders aussehen! Der Grund ist sehr einfach: Außen bewegt sich das Segel schneller, als innen.

Darüber hinaus erzeugen neue micro-strukturierte Werkstoffe und glatte Nähte in Strömungsrichtung deutlich weniger Turbulenzen. Neben dem Schnitt ist auch dies ein wichtiges Thema für die otpimierten Segel von SAILWIND!

Die modulare Bauweise von SAILWIND

 

SAILWIND ist modular aufgebaut und kann an den jeweils vorhandenen Stil einer Segelwindmühle angepasst werden. Die Smart Technology von SAILWIND umfasst den Rotor, die Gondel mit Generator, die elektrische Steuerung und Wechselrichter mit einem Schaltschrank. Verkleidungen und optische Gestaltung sind variabel und Leistungen vor Ort. Für Restaurationen oder Neubauten von Türmen für SAILWIND-Anlagen kann Planungsunterstützung für eine kostengünstige Bauweise angeboten werden.

Je nach Zustand muss der Turm evtl. ganz neu nach historischem Vorbild wieder gebaut werden. Die alten Baumaterialien (Feldsteine etc.) lassen sich natürlich wiederverwenden, vor allem für die sichtbare Verkleidung von außen. Preisgünstig ist der in Mittelmeerländern sehr weit verbreitete Beton-Skelettbau - auch zum Schutz vor Erdbeben. Die armierten, modularen Fertigbetonteile werden auf der Baustelle angeliefert, vor Ort zu einem tragenden Gerüst zusammengesetzt und vergossen. Die Hohlräume zwischen den Betonteilen werden ausgefüttert mit Ziegeln oder Steinen.

modulare Bauweise von SAILWIND-POWER
 
Nachhaltigkeit bei SAILWIND-POWER

Gut erhaltene und bereits renovierte Türme

Auch Türme in optisch passablem Zustand werden aufgrund der hohen Windlasten von innen verstärkt werden müssen. Dies ist zu prüfen. Für die Aufnahme der Gondellagerung ist ein Betonring und Betonplattform am oberen Abschluss des Turms erforderlich (ein so genannter Ringanker). Die Bauleistungen sind individuell mit einem Architekten vor Ort zu planen. Er wird prüfen, ob ggf. der Ausbau als Ferienwohnung mit Fenstern in Frage kommt. Für die innere Verstärkung der Türme kommen  hochfeste Betonfertigteile in Frage.

SAILWIND ist nachhaltig!

SAILWIND Systeme werden stabil, robust, staub- und korrosionsgeschützt für den Betrieb in Seeluft gebaut. Sie sind auf lange Lebensdauer von mindestens 20 Jahren und hohe Betriebssicherheit bei minimalem Wartungsaufwand ausgelegt. SAILWIND-Anlagen sind speziell für Starkwindregionen, wie die griechische Ägäis, konzipiert. Sie lassen sich aber auch an weniger windstarken Standorten sehr effektiv betreiben.

 

SAILWINDs auf Ferienwohnungen

Optimale aerodynamische Segelgestaltung und Trimmung der Segel führen zu einem ruhigen Lauf der Maschine und minimieren Schallemissionen und Schwingungen. Daher können SAILWIND-Anlagen ohne weiteres in Wohngebieten, Siedlungen und Dörfern betrieben werden, so wie es auch früher bei Segelwindmühlen oft der Fall war. SAILWIND-Maschinen können auch auf Dächern von Wohngebäuden, Hotels, Restaurants und Bürohäusern montiert werden. Eine spezielle Gondellagerung minimiert die Körperschallübertragung in das Gebäude. Die Mühlentürme eignen sich als Ferienwohnung. SAILWIND ist also ideal für den nachhaltigen Tourismus - Hotels, Restaurants und Appartements mit eigener Energieversorgung.

Windkraftanlagen von SAILWIND-POWER auf Feldern
Zertifikate von SAILWIND-POWER
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Sicherheit, Zertifikate und Zulassungen

SAILWIND-Systeme werden natürlich nach dem Stand der Technik geprüft und zugelassen um internationale Vorgaben zu erfüllen. CE-Kennzeichnung, sowie nationale Baumusterprüfungen sind obligatorisch. Zertifizierungen nach den FGW-Regeln für Kleinwindanlagen und anderer gängiger Vorschriften, ebenso wie Feldmessungen stehen auf dem Plan. Die Verfahren sind teuer, aber unerlässlich. Daher freuen wir uns über jede Unterstützung, damit SAILWIND auch in dieser Hinsicht ein Erfolg wird.

 
Vogelschutz Windrad

Der Rotor und die Gondel können elektrohydraulisch gebremst werden. Die Gesamtfunktion des Systems auch bei Netzausfall wird durch separate Pufferbatterien sichergestellt. Ein Onboard-Diagnosesystem überwacht alle Funktionen. Fehlfunktionen werden an einen Webserver gemeldet. Im schlimmsten Fall wird das System kontrolliert heruntergefahren und in den Stillstand gebracht.

 

Die elektrischen Komponenten (Generator, Wechselrichter, Servomotoren) sind von hoher Qualität aus europäischer Produktion. Der moderne Wechselrichter erfüllt selbstverständlich europäische Standards zur Energieeinspeisung in örtliche Stromnetze. Neben der Einspeisung unterstützen wir auch Hybridlösungen, weil damit der Eigenverbrauchsanteil  erzeugter Energie erhöht werden kann.

Sailwind auf Dächern

 

Moderne hohe Gebäude eignen sich SAILWIND auf dem Dach zu installieren, wenn es die Statik zulässt. Energie-autarke Bauten (incl. PV) sind ein Trend in der modernen Architektur. SAILWIND auf Dächern sind  weit sichtbare Eyecatcher.

Darüber hinaus könnte SAILWIND auch zwischen höheren Gebäuden installiert werden, je nach Ausrichtung zur Hauptwindrichtung. Jeder kennt das Phänomen, dass es in Gassen und Schneisen zwischen Häuserreihen sehr stark wehen kann. Man spricht vom Düseneffekt: Wird der Wind an Hindernissen gestaut, so steigt die Windgeschwindigkeit zwischen den Hindernissen.

 

Diese Standorte erfordern jedoch eine sehr genaue Abklärung, ggf. mit CFD Strömungssimulationen.

SAILWIND-POWER auf Dächern
 
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SAILWIND 12

 

SAILWIND 12 wird 12 m Rotordurchmesser haben. Abschätzungen aus der Literatur und eigene CFD-Rechnungen haben gezeigt, dass bei 14 m/s Windgeschwindigkeit etwa 50 kWp Leistung zu erwarten sind. SAILWINDs sollen aber auch bei höheren Windgeschwindigkeiten betrieben werden können. Dazu werden die Segel zunehmend gerollt. Mit verkleinerter Segelfläche wird die Leistung bei konstant 50 kWp gehalten. Erst zwischen 22 und 25 m/s Windgeschwindigkeit, also Sturmstärke von 9 Bft., sind die Segel vollständig eingerollt und die Maschine wird still gesetzt (Rotorbremse, Gondelbremse).

Unter 14 m/s Windgeschwindigkeit sind die Segel im Betrieb vollkommen ausgerollt. Hier gilt es ähnlich, wie es ein Segler auf seinem Schiff macht, die Segel im richtigen Winkel zum Wind einzustellen. Dieses Trimmen der Segel dient der Leistungsoptimierung bei schwächeren Winden zur Erhöhung der Effektivität. Übrigens: Typisch für flächige Windräder wie SAILWIND ist, dass sie schon bei wenig Wind von alleine anlaufen.