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Software schützt Windenergieanlagen vor Überlastung

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Windenergieanlage Software
Foto: Bremer Centrum für Mechatronik

CleanTech & Energie News / Bremen. Offshore-Windparks sind wichtiger Bestandteil der Energiewende. Die Anforderungen an Windenergieanlagen sind immens: Bei ungünstigen Wetterbedingungen ist ein Service-Einsatz auf See zur Wartung oder Reparatur der Anlagen über längere Zeit nicht möglich. So können kleine Fehler im schlimmsten Fall zum Stillstand und damit zu großen Ertragseinbußen führen. Wissenschaftler der Uni Bremen haben mit ihren Kooperationspartnern Windrad Engineering und Converteam ein Verfahren entwickelt, das dazu beitragen kann, Probleme rechtzeitig zu erkennen, Ausfallzeiten zu reduzieren, die Wartung zu optimieren und die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern.

Bei dem entwickelten Lösungsansatz werden elektrische Betriebsgrößen wie Spannungen, Ströme und die Drehzahl des Generators der Windenergieanlage gemessen und mit einer Software ausgewertet. „Mit der intelligenten Software können wir die Belastungen, die auf die Mechanik einer Windenergieanlage wirken, viel besser beobachten“, sagt Prof. Bernd Orlik vom IALB. Dadurch würden Fehlerentwicklungen viel früher erkannt. Somit kann die Wartung der Windenergieanlagen optimal geplant werden, und zwar bevor ein Schadensfall eintritt. Die Software ermöglicht darüber hinaus die Entlastung der mechanischen Bauteile – beispielsweise bei Windböen – lediglich durch geringfügige Eingriffe in die Energieerzeugung. So kann ein Ausfall der Anlage verhindert werden. „Das erlaubt einen deutlich ökonomischeren Betrieb.“ Die Messdaten werden über das Internet an einen zentralen Datenspeicher übermittelt und dort ausgewertet.

Das dafür notwendige Verfahren haben die Wissenschaftler mit Hilfe mathematischer Modelle in ihren Laboren entwickelt und an einer Versuchsanlage erfolgreich getestet. Der Projektpartner Windrad Engineering GmbH aus Bad Doberan hat mit seiner Expertise dazu beigetragen, dass aus den elektrischen Messdaten gezielt Rückschlüsse auf die mechanische Belastung des Antriebsstranges, zum Beispiel durch schädliche Schwingungen, gezogen werden können. In Kürze sollen die ersten Feldversuche stattfinden, bei denen die Ergebnisse in Windparks überprüft werden.

Die Ergebnisse sind im Rahmen des Verbundprojekts „Windenergieanlagen mit intelligenter Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung (Wint-LES)“ entstanden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Projekt mit rund 500.000 Euro gefördert.

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