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Exakte Motorsteuerung für Gezeitenkraftwerk

Die Aufgabenstellung bestand darin, den für die Bewegungsbahn des Unterwasser-Kites Deep Green von Minesto zuständigen Ruderwinkel zu steuern – hierfür war eine exakte und schnelle Lösung gefragt.

Der Kunde:
Minesto AB

Minesto ist ein Spin-Off der SAAB-Gruppe und nimmt auf dem Gebiet der Zukunftstechnologie eine führende Rolle ein. Das Unternehmen wurde von den schwedischen Magazinen Ny Teknik und Affärsvärlden zu einem der 33 aufstrebendsten Technologieunternehmen Schwedens, im Jahre 2013, gekürt. Minesto hat eine Technologie mit dem Namen Deep Green zur Nutzung von Energie aus den Gezeiten und Meeresströmungen entwickelt. So wie sich ein Lenkdrachen in der Luft bewegt, um schneller zu werden, so wird das Unterwasserkraftwerk von Minesto durch die Meeresströmung in Bewegung gehalten. Der Kite beschreibt unter Wasser die Form einer Acht und bewegt sich zehnmal schneller als die Strömung, in der er treibt. Diese Art des Unterwasserkraftwerks ermöglicht einen kosteneffizienten Betrieb, da es – im Gegensatz zu anderen Technologien – in Gewässern mit niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten eingesetzt werden kann. Die Hochskalierung des Unterwasser-Kites Deep Green läuft und die neue Technologie wird 2015 für Multi-Megawatt-Anlagen verfügbar sein.

„Die Zusammenarbeit mit Minesto war spannend; das Unternehmen ist im Bereich Zukunftstechnologie führend, die sehr gute Kooperation zeichnete sich durch einen offenen Dialog aus. Für uns ist es großartig, dass wir zu einer nachhaltigen Zukunft und zur Entwicklung einer erneuerbaren Energie beitragen können“, sagt Leo Flytström, Projektmanager bei Unjo.

Die Aufgabenstellung:
Fehlerfreie und präzise Motorsteuerung des Ruderwinkels

Der Unterwasser-Kite besteht aus einem Segel mit Ruder, das die Turbine in die Richtung lenkt, die eine maximale Nutzung der Gezeitenenergie ermöglicht. Bei der zweiten Generation des Prototyps bestand unsere Aufgabe darin, eine Motorsteuerung zu entwickeln, um den für die Bewegungsbahn des Unterwasser-Kites zuständigen Ruderwinkel zu steuern. Die wichtigsten Faktoren bei diesem Projekt waren Exaktheit, Geschwindigkeit und Energieverbrauch.

Die Herausforderung:
Räumliche und zeitliche Begrenzung

Die Herausforderung bestand für uns darin, den Antriebsstrang im Hinblick auf Übersetzung und Drehmomentanforderungen zu optimieren. Wir mussten die Bewegung der Ruder minimieren, da eine zu große Bewegung zu einer Beeinträchtigung der Effizienz sowie zu einem höheren Energieverbrauch führen würde. Aufgrund der räumlichen und zeitlichen Begrenzung musste die Lösung auf einer bereits vorhandenen Motorsteuerungsplattform aufgebaut werden. Hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit waren dabei von zentraler Bedeutung, denn Deep Green soll am Meeresboden verankert werden und ist im Betrieb schwer zugänglich.

Die Lösung:
Zwei parallele Systeme – ein sehr ausgeglichenes Ruder

Da Wiederholgenauigkeit und Auflösung entscheidend waren, bestand die Lösung aus zwei Systemen: einem Master- und einem Slave-System auf einem gemeinsamen Ruderschaft, um maximales Drehmoment zu erzeugen. Der hohe Wirkungsgrad des Servoreglers sorgte für ein energieeffizientes System mit einem sehr ausgeglichenen Ruder. Wir waren an der Konstruktion und Spezifizierung des kompletten Antriebssystems, wie z. B. an Motor, Sensoren, Übersetzungen und Energieversorgung beteiligt. Dazu gehörte auch die abschließende Systemintegration zusammen mit dem Kunden, um das Gesamtsystem zu optimieren.

„Die Systemintegration wurde mit Unjo erfolgreich durchgeführt. Das Unternehmen hat rasch reagiert und jegliche Integrationsprobleme oder sonstige technische Fragen schnell und einfach gelöst“, sagt Oskar Andreasson, Senior Software-Engineer bei Minesto.

Wir haben auch bei der Festlegung der Kommunikationsstruktur zusammengearbeitet. Durch den Einsatz der CANopen-Kommunikation wurden Überwachung und Diagnosemöglichkeiten des Systems verbessert. Dies ermöglicht den Zugriff auf Status- und Parametereinstellungen an Land.

Der Nutzen:
Ein komplettes Antriebssystem

Wir stellten eine kosteneffiziente, auf die Anforderungen von Minesto abgestimmte Lösung vor und lieferten innerhalb kürzester Zeit. Anhand des Rückmeldesystems über die vollständige Position kann Minesto die Bewegungsbahn des Kites optimieren. Das eingesetzte Kommunikationsprotokoll ist skalierbar und zeichnet sich durch eine hohe Wiederverwendbarkeit für zukünftige Generationen des Deep Green aus.

„Die Kooperation mit Unjo hat sehr gut funktioniert und wir konnten eng zusammenarbeiten. Sie haben wirklich das geliefert, was wir erwartet haben“, sagt Oskar Andreasson, Senior Software-Engineer bei Minesto.

 

Warum sollten Sie sich für Unjo entscheiden?
Wir sind ein langfristiger Partner, der nicht nur seinen eigenen Leistungsumfang optimiert, sondern das Gesamtsystem berücksichtigt. Wir legen großen Wert auf einen ständigen Dialog und eine kontinuierliche Zusammenarbeit mit dem Kunden, um ein maßgeschneidertes Lösungskonzept zu entwickeln. In puncto Energieeffizienz ziehen wir es vor, Energie in Bewegung umzuwandeln – statt in Wärme.

„Die Zusammenarbeit mit Unjo war sehr angenehm und das Projekt verlief reibungslos. Das Unternehmen nimmt Feedback sehr gut an und setzt es schnell um. Eine weitere Zusammenarbeit mit Unjo ist für mich sehr gut vorstellbar”, sagt Linus Nordholm, Projektmanager bei Minesto.

Video
Wenn Sie mehr über den Unterwasser-Kite Deep Green von Minesto erfahren möchten, klicken Sie auf diesen Link.

Möchten Sie mehr über unsere maßgeschneiderten Lösungen erfahren? Hier finden Sie Informationen dazu Wie wir arbeiten und Was wir tun.

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