Gondel trifft auf virtuellen Rotor

CertBench - Gondel im Dynalab

Kurz vor dem Andocken an der Plattform. Jede Gondel benötigt einen individuellen Anschluss. (Quelle: Jan Meier)

Realistische Lasten und Wechselwirkungen zwischen Gondel und Rotor werden mit Echtzeitmodellen und prüfstandseitigen Regelalgorithmen für den Hardware-in-the-Loop-Betrieb (HiL) nachgebildet. Die Gondel befindet sich dabei als reale Hardware auf dem Prüfstand, aber der Rotor wird virtuell nachgebildet und das Drehmoment aus der Anströmung während der Versuche berechnet. Es wird als Sollwert für die Prüfstandantriebe vorgegeben und deren Rückwirkung wird wieder direkt in das Rotormodell zurückgeführt. So lässt sich der Rotor kalkulatorisch realistisch abbilden.

„Im HiL-Betrieb kann die komplette Windenergieanlage geprüft werden, obwohl nur die Gondel auf dem Prüfstand vor Ort aufgebaut wird. Dadurch sind nur minimale Anpassungen an der Anlagensteuerung nötig“, so Tobias Meyer, Projektleiter Gondelprüfung beim Fraunhofer IWES.

Das Rotormodell wird mit der Software MoWiT, die vollständig im Fraunhofer IWES entwickelt wurde, aufgebaut. Sie ist zum Beispiel in der Lage, die Elastizität der Rotorblätter einer Windenergieanlage mit unterschiedlicher Anzahl von Freiheitsgraden während verschiedener Testläufe abzubilden. Auf diese Weise wird ermittelt, welche Genauigkeit der Modellierung bei der Gondelprüfung ausreichende Ergebnisse liefert – zusätzliche Details erfordert zusätzliche Rechenleistung. Um eine weitergehende Beschleunigung des Entwicklungsprozesses zu erreichen, kann das MoWiT-Rotormodell aus den in der Branche weit verbreiteten Bladed-Modellen abgeleitet werden.

Validierung der Testmethode

Auf dem Systemprüfstand wird die Gondel für das Projekt CertBench gemäß der Technischen Richtlinie zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von Windenergieanlagen der FGW geprüft. Die Gondel des Projektpartners Enercon ist hierfür bereits im Rahmen von Freifeldmessungen zertifiziert. Somit können die im Prüfstandtest ermittelten Ergebnisse direkt mit den vorliegenden Felddaten abgeglichen werden. Eine Validierung der Testmethode ist damit gegeben.

„Zur Generierung einer branchenweiten Akzeptanz von Systemprüfständen als anerkannte Testeinrichtung von WEA wird die aktuelle Kampagne einen wesentlichen Meilenstein setzen“, so Heiko Röttgers, Projektleiter im CertBench-Projekt der Wobben Research and Development GmbH.

Sollte nachgewiesen werden können, dass die elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage auf dem Prüfstand genau so zuverlässig bestimmbar sind wie im Feld, hätte dies weitreichende Folgen für die Zertifizierungspraxis. Die Projektpartner bringen die Ergebnisse aus CertBench in die relevanten Gremien für Normen und Richtlinien ein. Dadurch schaffen sie bereits mittelfristig die Aussicht auf eine deutliche Verkürzung des Zertifizierungsprozesses.

ew-Redaktion
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