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Aerolastic stability and control of large winf turbines (STABCON)

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Methode zur Berechnung der aeroelastischen Stabilität von Windkraftanlagen

In Europa wird eine wachsende Zahl von großen Windkraftwerken gebaut, um erneuerbare Energien zu fördern und die CO2-Emissionen zu reduzieren. Im Rahmen des STABCON-Projekts wurden Methoden zur Optimierung großer Windkraftanlagen bezüglich ihrer aeroelastischen Stabilität ausgearbeitet.

Energie

Zusätzlich wurden während dieses Projekts verlässliche Entwicklungswerkzeuge entwickelt, die es ermöglichen, bessere und sicherere Windkraftanlagen zu bauen. Diese Werkzeuge helfen dabei, wichtige Parameter für die aeroelastische Stabilität zu identifizieren und Instabilitäten zu vermeiden. Windkraftanlagen sind nicht vollständig starre Gebilde. Aeroelastische Phänomene treten auf, wenn Änderungen in der Form der Anlage Änderungen der aerodynamischen Kräfte verursachen. Wissenschaftler entwickelten eine Software mit dem Namen GAST zur aeroelastischen Untersuchung der Bauweise von Rotoren und Rotorbefestigungen von Windkraftanlagen, Hubschraubern und Propeller getriebenen Luftfahrzeugen. Diese Software wurde verwendet, um Eigenwertanalysen im Vakuum und unter stationären Bedingungen durchzuführen. Sie wurde ebenfalls zur Durchführung von Stabilitätsanalysen und aeroelastischen Simulationen verwendet. Die Software umfasst ein dynamisches Modell sowie ein Strukturmodell, die beide auf einem Mehrkörperansatz basieren. Bewegliche Körper wurden hier als lineare Balken behandelt, das erstellte Modul zur Rotor-Aerodynamik basierte auf der Blatt-Element-Impuls-Theorie. Die dynamischen Gleichungen für den Balken wurden durch Gleichungen des ONERA-Modells unterstützt, welches von der französischen Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt wurde. Gelöst wurden die aeroelastischen Gleichungen des Balkens unter Verwendung der Finiten-Elemente-Methode (FEM). Die Arbeit im Rahmen des STABCON-Projekts hat dabei geholfen, die Position der europäischen Hersteller von Windkraftanlagen und der europäischen Forschung in diesem Bereich zu stärken.

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