CWD
  • FVA-Gondel - digital twin
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  • Aufbau FVA-Gondel
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  • Center for Wind power drives
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  • Conference for Wind Power Drives 2017
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  • Conference for Wind Power Drives 2017
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  • Vorstellung des 4MW Prüfstandes
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  • Conference for Wind Power Drives 2017
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WEA-Lagerzentrum.NRW

Motivation

Frühzeitige Wälzlagerschäden belasten die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen (WEA) seit Jahren. Aus diesem Grund drängt die Industrie auf die Erforschung von Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit von Lagern speziell für die Anwendung in WEA zu verbessern. Hierzu soll in NRW das Lagerzentrum Windenergie gegründet werden, in dem Industrie und Forschung gemeinsam Wissen zur Entwicklung und Qualifizierung von Wälz- und Gleitlagerungen unter Einbezug der gesamten Wertschöpfungskette (Lager-, Getriebe und WEA-Hersteller) erarbeiten. Bevor ein solches Zentrum eingerichtet werden kann, müssen Prototypen-Prüfstände aufgebaut und neuartige Testprozeduren entwickelt und deren Wirksamkeit nachgewiesen werden.

Weltweit einzigartige Prüfstände

Hierzu werden im Rahmen des Projektes WEA-Lagerzentrum.NRW »Reduzierung von Lagerschäden im Antriebsstrang von WEA« zwei weltweit einzigartige Prüfstände für die Freigabe von WEA-Originalwälzlagern unter realistischen Betriebszuständen aufgebaut. Die zu entwickelnden Prototypen-Prüfstände sollen die Untersuchung derzeit unzureichend geklärter Schadensphänomene, insbesondere White Etching Cracks (WEC), ermöglichen. Dabei wird es möglich, Planeten- und HSS-Wälzlager mit einem Innendurchmesser von bis zu 240 mm unter multiaxialer Belastung von bis zu 2 MN oder einer Lastdynamik von 100 Hz zu untersuchen. Weiterhin werden speziell auf die WEA-Wälzlager angepasste versuchszeitraffende Testprozeduren (HALT) entwickelt. Damit wird durch die Reduktion der Wälzlagerschäden zur Erhöhung der WEA-Zuverlässigkeit beigetragen.

Vorgehensweise

Projektübersicht

Das Vorgehen des Projektes WEA-Lagerzentrum.NRW ist in vier Phasen unterteilt. In der ersten Phase »Hardware Implementation« werden die beiden Prototypenprüfstände in Hardware realisiert und in Betrieb genommen. Dafür wird ein Anforderungskatalog für die Entwicklung der Prüfstände erstellt sowie die Einflussgrößen auf die Gebrauchsdauer der Wälzlager erfasst und quantifiziert. Die zweite Phase »Test Procedures HALT, WEC« beinhaltet die Entwicklung der versuchszeitraffenden Testprozeduren unter einstufiger sowie mehrstufiger Belastung. Darauf aufbauend werden Sonder-Testprozeduren zur Reproduktion von WEC und Qualifizierung »WEC-fester« Wälzlager erarbeitet. Die entwickelten Testprozeduren werden in der dritten Phase »Validation« in 25 Versuchen auf dem HSS-Lagerprüfstand und 15 Versuchen auf dem Planetenlagerprüfstand angewendet und validiert. Darüber hinaus werden in der Phase »Optimization« versuchsbegleitend Simulationsmodelle zur Berechnung des Einflusses der Versuchsparameter auf die inneren Lastverteilungen der untersuchten Lager aufgebaut, um im Weiteren die Prüfstände und Versuchsparameter zu optimieren.

Die unter der Beteiligung von WEA-Lager, -Getriebe und -Anlagenhersteller entwickelten Prüfstände und Testprozeduren werden nicht nur zur sicheren und effizienten Energieversorgung beitragen, sondern auch die Vorreiterrolle NRWs im Bereich der WEA-Antriebstechnik festigen und ausbauen. Das Projektvolumen beläuft sich auf ca. 7 Mio. € und wird im Rahmen des Leitmarktwettbewerbs Energie-Umweltwirtschaft.NRW von der Landesregierung gefördert. Das Projekt startete im November 2016. Das Konsortium besteht aus geförderten und assoziierten Unternehmen der Windenergiebranche. Die Projektleitung übernimmt der Chair for Wind Power Drives (CWD).

Projektleitung:
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61
52074 Aachen

Ansprechpartner CWD:
Stephan Neumann, M.Eng.
Email: stephan.neumann@cwd.rwth-aachen.de
Telefon: +49 241 80 90853

Laufzeit:
10. 11. 2016 - 09. 11. 2019

Das Projekt wird gefördert durch:

Geförderte Partner:

Assoziierte Partner:

Projektträger: