Aufrufe
vor 2 Jahren

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2021

  • Text
  • Zudem
  • Specim
  • Sensoren
  • Anwender
  • Einsatz
  • Anforderungen
  • Unternehmen
  • Automation
  • Software
  • Industrielle
INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2021

Lebensversicherung für

Lebensversicherung für ein Milliardenprojekt Thermografie-Automationslösung unterstützt Überwachung eines Solarturm-Kraftwerks CSP-Solarturm-Kraftwerke laden tagsüber einen thermischen Pufferspeicher auf, der eine kontinuierliche Erzeugung von Elektroenergie ermöglicht. Eines dieser Solarturm-Kraftwerke ist kürzlich inmitten der Küstenwüste Atacama in Chile in Betrieb gegangen. Die vorherrschenden Klimabedingungen stellen hohe Anforderungen an dort zum Einsatz kommende Technik, so auch an die acht Thermografiekameras. 44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 05/2021 www.industrielle-automation.net

Das Kraftwerk in Chile, mit dem Namen Cerro Dominador, umfasst einen 252 m hohen Betonturm mit einem zylindrischen 360°-Solarreceiver bestehend aus 16 Paneelen, der von 10 600 bewegbaren Spiegeln umgeben ist, die in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die als Heliostate bezeichneten Spiegel werden so gesteuert, dass sie die Sonnenstrahlung direkt auf die Absorberpaneele des Receivers an der Turmspitze reflektieren. Diese Paneele, bestehend aus einer Rohrkonstruktion, werden von geschmolzenem Salz durchströmt, das sich durch die konzentrierte Sonnenstrahlung auf über 600 °C erhitzt. Das heiße geschmolzene Salz wird über Rohrleitungen zum Boden geführt und erzeugt dort über einen Wärmetauscher Wasserdampf, mit dem wiederum eine Dampfturbine zur Stromerzeugung angetrieben wird. Da das flüssige Salz bis zu 17 Stunden in großen Isoliertanks gespeichert werden kann, ist es möglich, mit dem Solarturm- Kraftwerk kontinuierlich Strom zu erzeugen. Temperaturüberwachung über große Messdistanz Die Absorberpaneele des Solarturm-Receivers können sich bis auf 800 °C erhitzen und werden rund um die Uhr vollautomatisch von insgesamt acht Infrarotkameras der VarioCam HD-Serie überwacht. Kreisförmig um den Turm angeordnet, bilden sie das Rückgrat der Automationslösung Solar Power Tower Check (SPTC) von Infratec. Jede Kamera überwacht aus einer Messdistanz von 340 m die Temperaturentwicklung von vier Paneelen und ist durch Überlappung der Messfelder zu den direkt daneben befindlichen Kameras redundant, was für eine zusätzliche Ausfallsicherheit sorgt. Die Temperatur und deren Verteilung auf dem Absorber werden in Echtzeit ermittelt und daraus Führungsgrößen für die Steue- rung der Heliostate gewonnen. Gleichzeitig wirkt die permanente thermografische Temperaturüberwachung als sicherung für das Milliarden- Lebensversicher vermieden. Die Messung der Paneeltemperaturen ermög- licht weiterhin eine genaue Analyse der Energieeffizienz und unterstützt bei der Einstellung optimaler Betriebsparameter für die Stromerzeugung. projekt: Desaströse Schäden, verursacht etwa durch die Überhitzung einzelner Paneele oder Paneelbereiche, werden Ziel ist dabei immer die Erreichung einer möglichst homogenen Temperaturverteilung auf der gesamten Fläche. Genaue Messergebnisse dank Infrarot-Teleobjektiv Trotz der extremen Umgebungsbedingungen und der großen Entfernung zum Messobjekt liefert das SPTC-System pixelgenaue Messergebnisse. Ermöglicht wird dies u. a. durch ein speziell für diesen Einsatzzweck entwickeltes Infrarot-Teleobjektiv, welches den Rahmenbedingungen angepasst wurde und auch bei stark schwankenden Umgebungstemperaturen eine genaue Temperaturmessung ermöglicht. Das Objektiv ist exakt auf den Receiver ausgerichtet und bildet formatfüllend nur diesen ab. Dadurch ist der Detektor der Kamera automatisch vor einer direkten Bestrahlung durch die Sonne geschützt und kann keiner Degradation unterliegen. Durch das spezielle Design von Kamera und Optik kann auf eine Kühlung des Schutzgehäuses verzichtet werden, wodurch der Wartungsaufwand verringert wird und ein ganzzeitlicher Betrieb laut Hersteller gewährleistet werden kann. Zudem verfügt das Gehäuse über ein spezielles Schienen- und Rastsystem, was im Falle einer Wartung für schnellen Aus- und Einbau ohne aufwendige Justagearbeiten der Kamera sorgt. Hochentwickelte Software mit künstlicher Intelligenz Unterstützt wird diese Technik durch eine speziell konfigurierte SPTC-Software, die die Auswertung der Messdaten ermöglicht und sämtliche Betriebsregimes des Solarturm-Kraftwerkes unterstützt. Weiterhin erlaubt die Software mithilfe künstlicher Intelligenz eine softwarebasierte, hochgenaue Stabilisierung des Infrarotkamerabildes, um thermisch und durch Wind verursachte mechanische Bewegungen des Turmes auszugleichen und eine pixelgenaue Bildnachführung während der Betriebszeit zu ermöglichen. Dank der entzerrten Darstellung der einzelnen Messgebiete auf der Absorberfläche können Inhomogenitäten sowie Hot- und Coldspots auch visuell problemlos identifiziert werden. Bilder: Aufmacher raike_99 – stock.adobe.com, Einklinker InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik www.infratec.de www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 05/2021 45