Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Regelungssystems zur aktiven Begrenzung von auslegungsrelevanten Extremlasten an großen Windenergieanlagen. Im Fokus steht dabei die Kostenreduktion für mechanische Komponenten mit einem großen Anteil an den Gesamt-Investitionskosten der Windenergieanlage. Dies sind die Rotorblätter, der Turm, das Fundament sowie die tragenden Strukturen von Gondel und Nabe. Das System erfasst messtechnisch die relevanten Lasten und beeinflusst diese aktiv mit Hilfe von geeigneten Stellgliedern. Ein besonderes Merkmal ist die hohe Dynamik des Systems, die erforderlich ist, um innerhalb von Sekundenbruchteilen Extremereignisse zu erkennen und darauf zu reagieren.
Das Forschungsvorhaben wird im Verbund von Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) und DLR, Institut für Aeroelastik bearbeitet. Die Abteilung Regelungstechnik am Fraunhofer IEE zeichnet sich verantwortlich für die Entwicklung der Algorithmen zur Erkennung von und zur Reaktion auf Extremereignisse. Sie greift hierbei auf die langjährige Erfahrung im Bereich der Regelung von Windenergieanlagen zurück. Das DLR bringt seine Expertise auf dem Gebiet der Analyse und Modellierung von aero-elastischen Systemen im Luftfahrtbereich ein. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Ableitung und Validierung von geeigneten Modellen zur Beschreibung von schnellen Luftkraftaktuatoren, die für den Entwurf eines entsprechenden Regelungssystems verwendet werden können. Für die experimentelle Modellvalidierung ist ein Versuch im DLR Windkanal geplant.
Schwerpunkte
Projektkoordination, Analyse relevanter Lastfälle, Lastmonitoring, Diagnose Extremlast, Regelung zur Extremlastreduktion, Modellbildung für schnelle Aktuatoren zur Extremlastbegrenzung
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und