Mit dem beschleunigten Wandel der globalen Energiestruktur wächst die installierte Kapazität der Windkraft als zentraler Bestandteil sauberer Energie stetig. Windparks befinden sich zumeist in abgelegenen Gebieten wie Hochgebirgsregionen, Küstenzonen und Wüsten und zeichnen sich durch verstreute Anlagen und anspruchsvolle Betriebsbedingungen aus. Dies stellt hohe Anforderungen an die automatische Steuerung, die Statusüberwachung sowie den Fernbetrieb und die Wartung der Anlagen.
Vor diesem Hintergrund hat sich der ultrakompakte und energieeffiziente Magazin-Controller AK1 von APQ in Windpark-Überwachungssystemen bewährt. Dank seiner kompakten Bauweise, hohen Zuverlässigkeit und vielfältigen Erweiterungsmöglichkeiten dient er als Vor-Ort-Rechner und arbeitet mit dem Hauptsteuerungssystem zusammen, um die Datenerfassung der Windkraftanlagen, die Echtzeitübertragung und die Steuerung der Geräteverbindungen zu gewährleisten. So bietet er eine zuverlässige Unterstützung für die intelligente Überwachung und den Betrieb von Windparks.
Kundenprobleme: Raue Umgebungsbedingungen, begrenzter Platz, schwieriger Betrieb und Wartung
Im tatsächlichen Betrieb eines Windparks sieht sich der Kunde mit folgenden Herausforderungen konfrontiert:
1. Raues Betriebsumfeld und hohe Anforderungen an die Gerätestabilität
Der in Hochlagen gelegene Windpark ist im Winter extremer Kälte (Mindesttemperaturen unter -20 °C), im Sommer hohen Temperaturen sowie ganzjährig kontinuierlichen Vibrationen und Sanderosion ausgesetzt. Herkömmliche kommerzielle Anlagen sind für solch extreme Betriebsbedingungen nicht geeignet und können im Dauerbetrieb (24/7) ohne Aufsicht keinen stabilen Langzeitbetrieb gewährleisten.
2. Weit verstreute Standorte und hohe Betriebs- und Wartungskosten
Windkraftanlagen sind weit verstreut. Herkömmliche manuelle Inspektionsmethoden sind wenig effizient und reagieren verzögert auf Störungen. Eine zeitnahe Fehlerdiagnose ist nicht möglich, was die Stromerzeugungseffizienz beeinträchtigt und die Gesamtkosten für Betrieb und Wartung erhöht.
3. Komplexe Gerätevernetzung und schwierige Datenerfassung
Windkraftanlagen sind mit verschiedenen Sensoren für Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur, Vibration und weitere Parameter sowie mit Wechselrichtern, SPSen, Frequenzumrichtern und anderen Komponenten ausgestattet. Der Einsatz vor Ort erfordert industrielle Hardware mit vielfältigen Schnittstellen und hoher Skalierbarkeit, um den Zugriff mehrerer Geräte, die lokale Datenverarbeitung und eine zuverlässige Fernübertragung zu gewährleisten.
APQ-Lösung: Magazin-Controller der AK1-Serie
Um die oben genannten Schwachstellen zu beheben, bietet APQ eine Edge-Node-Lösung auf Basis der ultrakompakten Magazin-Controller der AK1-Serie an. Diese dient als Hilfsrechner in Windparks, übernimmt Datenempfangs- und -übertragungsaufgaben und arbeitet koordiniert mit dem übergeordneten Hauptsteuerungssystem.
1. Ultrakompakte Bauform für flexible Einsatzmöglichkeiten
Mit ultrakompakten Abmessungen von nur 139 × 95,5 × 43 mm eignet sich die AK1-Serie für Wand-, DIN-Schienen- und Tischmontage. Sie lässt sich problemlos in beengten Räumen wie Schaltschränken und netzgekoppelten Schränken am Fuß von Windkraftanlagentürmen installieren, ohne den Platz der Hauptsteuerungseinrichtungen zu beanspruchen.
2. Lüfterloses Design für zuverlässigen Betrieb in rauen Umgebungen
Mit seinem Ganzmetallgehäuse und der lüfterlosen, passiven Wärmeableitung bietet es robusten Schutz vor Staub und Vibrationen. Dank des breiten Betriebstemperaturbereichs von -20 °C bis 60 °C erfüllt es die Betriebsanforderungen von Windparks in Höhenlagen mit extremen Temperaturschwankungen und kontinuierlichen Vibrationen.
3. Umfangreiche I/O-Schnittstellen zur Unterstützung der Konnektivität mehrerer Geräte
Ausgestattet mit drei Gigabit-Ethernet-Anschlüssen, vier USB-Schnittstellen und zwei seriellen RS232/485-Schnittstellen unterstützt die AK1-Serie zudem eine M.2 Key-M- und eine Mini-PCIe-Erweiterung. Dies ermöglicht den flexiblen Anschluss von Peripheriegeräten wie Windgeschwindigkeitssensoren, Schwingungsmessgeräten, Wechselrichtern, SPS und Frequenzumrichtern und unterstützt die Datenerfassung und -übertragung.
4. Stabile und zuverlässige Leistung für den unbeaufsichtigten Betrieb
Es unterstützt einen Gleichspannungseingang von 12–28 V und verfügt über eine Hardware-Überwachungsfunktion mit automatischem Start beim Einschalten (einstellbarer AT/ATX-Modus). Das Gerät startet bei Systemanomalien automatisch neu und gewährleistet so einen zuverlässigen, unbeaufsichtigten Betrieb ohne manuelle Eingriffe. Es arbeitet mit dem Hauptsteuerungssystem für den Datenempfang und die Datenübertragung zusammen.
Projektergebnisse: Stabiler Betrieb, verbesserte Effizienz
Nach dem Einsatz der APQ AK1-Serie als Hilfsrechner erzielte der Windpark bemerkenswerte Ergebnisse in seinem Überwachungssystem:
Deutlich verbesserte Betriebsstabilität der Geräte:
Im kontinuierlichen Vor-Ort-Betrieb traten bei der AK1-Serie keine unerwarteten Ausfallzeiten aufgrund von Temperatur, Vibrationen oder Staub auf. Sie erledigte Datenerfassungs- und Übertragungsaufgaben zuverlässig und reduzierte so die Ausfallrate von Hilfsverbindungen.
Deutlich verbesserte Betriebs- und Wartungseffizienz:
Durch die Nutzung der Multiport-Ethernet- und seriellen Erweiterungsmöglichkeiten der AK1-Serie konnten verschiedene kleine Geräte innerhalb der Turbinen (Sensoren, Wechselrichter, SPS usw.) erfolgreich an das Hauptsteuerungssystem angeschlossen werden. Dies ermöglichte die lokale Datenverarbeitung und Cloud-Synchronisierung und verbesserte so die Reaktionsgeschwindigkeit der gesamten Windparkplanung.
Reibungslosere Koordinierung des Überwachungssystems:
Als Edge-Knoten übernahm die AK1-Serie die Vorverarbeitung und stabile Übertragung von Daten von lokalen Sensoren und kleinen Steuergeräten, wodurch Engpässe in der Datenverbindung beseitigt und eine effiziente Ausführung von Planungsbefehlen des Hauptsteuerungssystems sichergestellt wurden.
Der ultrakompakte, energiesparende Controller der AK1-Serie von APQ im Magazinformat bietet dank seiner kompakten Bauform, des geringen Stromverbrauchs, der hohen Zuverlässigkeit und der vielfältigen Schnittstellen einen hervorragenden Einsatzwert als Hilfsrechner in der Windparküberwachung. Er eignet sich ideal für Anwendungen wie kleine Hilfssteuergeräte und einfache Energiespeicherschränke, die Wechselrichter, SPS, Frequenzumrichter und weitere Komponenten verbinden und mit dem Hauptleitsystem zusammenarbeiten, um den Informationsempfang und die -übertragung zu gewährleisten. Dies unterstützt Kunden bei der Bewältigung der Herausforderungen im Betrieb und der Wartung, die durch raue Umgebungen und weit verstreute Standorte entstehen. APQ wird seine Präsenz in der neuen Energiewirtschaft weiter ausbauen und zukünftig effiziente und zuverlässige industrielle Computerlösungen für anspruchsvollere Betriebsumgebungen anbieten.
Veröffentlichungsdatum: 30. April 2026
