Netzwerkschulung zu Windkraftanlagen
Das Wachstum auf dem europäischen Windenergiemarkt hat zur Herstellung von immer größeren Turbinen (ca. 7,5 MW) geführt. Allerdings ergibt sich aus Problemen durch Vibrationen oder Schäden an den flexiblen Rotorblättern und leistungselektronischen Konvertern ein erheblicher Wartungsbedarf, insbesondere für Offshore-Windkraftanlagen. Diese Probleme können zu Ausfallzeiten führen und so die Versorgungssicherheit beeinträchtigen. Das EU-finanzierte Projekt SYSWIND bot künftigen Ingenieuren für Maschinenbau, Bauwesen und Elektrotechnik sowie Informatikern Schulungen für Systemidentifikation sowie für Zustands- und Funktionsüberwachung bei der nächsten Generation von Windkraftanlagen an. SYSWIND stellte eine beispiellose fachübergreifende Maßnahme mit Schwerpunkt auf den neuesten Technologien zur Förderung von Windenergieanlagen als verlässlichere Quelle für die Stromerzeugung dar. Vibrationssignale von einer Windkraftanlage in einem Windpark ermöglichten die strukturelle Identifizierung einer Windkraftanlage unter normalen Betriebsbedingungen in voller Größe. Für die Zustandsüberwachung von Windkraftkomponenten verwendeten die Forscher eine Zeit-Frequenz-Analyse-Technik auf Basis von empirischen Analysen. SYSWIND leistete Pionierarbeit für die Technologie drahtloser Sensoren mit Forschungen zu adaptiven Sensoren und On-Board-Signalverarbeitung. Neben der Erfassung von Daten würden die Funksensoren auch als Knoten für die Verarbeitung und Übertragung von Informationen in Bezug auf Schwingungseigenschaften und Windturbinenbedingungen fungieren. Die Forscher konzentrierten sich auf die Modellierung einer Windkraftanlage als ein Mehrkörpersystem, auch unter Berücksichtigung der aerodynamischen Belastungen auf die Turbine und der Turbulenzeffekte (Drehzahlproben an den Blättern). Das entwickelte Modell kann für Simulationen und für eine einfachere Entwicklung und Gestaltung neuer Strukturschwingungs-Controller verwendet werden. Forschungen zur Schwingungstechnik von Windenergieanlagen führten zur Entwicklung eines intelligenten Rotorblatts mit semiaktivem Struktur-Controller zur Stabilisierung von Onshore- und Offshore-Turbinen. Die Leistungen von semiaktiven Algorithmen für die Frequenzüberwachung und aktive Regelalgorithmen zur Schwingungskontrolle in Windturbinenschaufeln wurden unter verschiedenen Belastungs- und Betriebsbedingungen getestet. Von deren Umsetzung erhofft man sich eine Erhöhung der Lebensdauer von Turbinenkomponenten und der Effizienz. Die im Rahmen von SYSWIND entwickelten Techniken für Systemidentifikation, Gesundheitsüberwachung und Regeltechnik für Windenergieanlagen sollen zur Reduzierung der Betriebs- und Wartungskosten beitragen. Das würde wiederum zu niedrigeren Energiekosten führen, einem Schlüsselparameter in der Offshore-Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen.
Schlüsselbegriffe
Windkraftanlagen, erneuerbare Energien, Windenergie, Systemidentifikation, Gesundheitsüberwachung
