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Echtzeitanalyse des dynamischen Verhaltens und Schädigungsprognose von WEA-Türmen

Neben der Herstellung ist auch der Betrieb einer Windenergieanlage (WEA) mit hohen Kosten verbunden. Zu diesen Kosten zählen Wartungsarbeiten, die nötig sind, um Schäden an WEA frühzeitig entdecken und vorbeugen zu können. Aufgrund eines Mangels an Wissen über den aktuellen Zustand des Systems werden diese Wartungen in regelmäßigen Intervallen durchgeführt, wobei jede einzelne Wartung mit Stillstandszeiten und damit großen Gewinneinbußen verbunden ist.

Das Ziel des Projektes ist es, diese Wissenslücke durch ein mit der Referenzanlage gekoppeltes Modell, das den Zustand der realen Anlage virtuell abbildet, zu schließen. So sollen einerseits im Falle eines störfreien Betriebs die Wartungsintervalle verlängert und somit die Betriebskosten gesenkt und andererseits Schäden frühzeitig erkannt und somit die Betriebssicherheit verbessert werden.

In einem ersten Schritt wird die von Nordex bereitgestellte WEA im größtmöglichen Detailgrad als Mehrkörpersystem modelliert. Im Fokus stehen dabei auch die Boden-Bauwerk-Interaktion und die Aerodynamik der Anlage, welche vom Center for Wind and Earthquake Engineering untersucht werden. Dazu werden in-situ Messungen der dynamischen Bodensteifigkeit und Versuche im Windkanal durchgeführt.

Im zweiten Schritt wird die mit Messtechnik ausgestatte Anlage mit dem Modell gekoppelt. Dazu wird der Detailgrad des Modells reduziert, um die Echtzeitfähigkeit zu gewährleisten. Die Messdaten der Anlage werden über das Internet gesendet und in die Simulation eingespeist. Überprüft werden soll dabei auch, ob das Simulationsmodell das Verhalten der Anlage korrekt wiedergeben kann.

Zum Schluss werden die Schadensdetektion und die Restlebensdauerberechnung in das Modell eingebaut. Dadurch wird der Weg von einer intervallgetriebenen zu einer schadensbasierten Wartungsstrategie geebnet.

Laufzeit:

01.06.2021 - 31.05.2024

Verbundpartner:

Center for Wind and Earthquake Engineering
 
 

Assoziierte Projektpartner:

Nordex Energy GmbH SE
 
 

Das Projekt wird gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
 
 

Projektträger:

Projektträger Jülich