VAeroWind

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Verbesserte aerodynamische und strukturmechanische Lastvorhersage an Rotorblättern von Windenergieanlagen und deren Anwendung in einer Online-Lastschätzung

Aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchung einzelner Komponenten moderner Windenergieanlagen (WEA) ist für deren Entwicklung und effizienten Betrieb eine präzise Abstimmung der Komponenten aufeinander erforderlich. Diese technische Herausforderung wird aufgrund der strukturellen Zusammensetzung der Windenergiebranche für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) zusätzlich erschwert, da diese als Zulieferer vergleichsweise wenigen großen Unternehmen gegenüberstehen. Um die Position der KMUs nachhaltig zu stärken, ist die Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen erforderlich, die diesen trotz beschränkter Ressourcen einen tieferen Einblick in den komplexen Komponentenverbund einer WEA ermöglichen, welcher aktuell meistens den großen Anlagenherstellern vorbehalten ist.

Um ein detailliertes Verständnis der Wechselwirkung der einzelnen Komponenten einer WEA zu erlangen, wird eine möglichst genaue Beschreibung des Betriebsverhaltens der Komponenten benötigt. Insbesondere die dynamischen Wechselwirkungen des Rotors sind maßgeblich für die im System einer WEA auftretenden Lasten verantwortlich. Daher soll innerhalb des Forschungsvorhabens eine Methode zur dynamischen Lastrechnung des Rotors entwickelt werden, die es den KMUs ermöglicht, die resultierenden aerodynamischen und strukturmechanischen Lasten möglichst genau zu bestimmen.

Die im Forschungsvorhaben beschriebenen Verfahren bieten eine höhere Genauigkeit als die im KMU-Sektor etablierten Methoden und berücksichtigen die in diesem Sektor vergleichsweise geringe verfügbare Rechenleistung. Die geplante Kopplung an eine etablierte WEA-Simulationsumgebung eröffnet KMUs neben einer effizienteren Auslegung des Rotors und der nachgeschalteten Komponenten, eine gezielte interdisziplinäre Analyse der resultierenden Lasten und Interaktionen innerhalb des Komponentenverbunds einer WEA. Diese Option verschafft ihnen sowohl national als auch international einen signifikanten Wettbewerbsvorteil.

Beteiligte Forschungsinstitute:

  • RWTH Aachen Lehrstuhl für Strömungslehre und Aerodynamisches Institut
  • RWTH Aachen Institut für Regelungstechnik
  • RWTH Aachen Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA)

Art des Vorhabens

Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) der AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. gefördert mit öffentlichen Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Mehr Informationen zur IGF-Förderung: https://www.aif.de/foerderangebote/igf-industrielle-gemeinschaftsforschung/igf-portal.html

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