Verifizierung der Konstruktionscodes für europäische Windturbinen

Innerhalb der Windturbinenindustrie und den entsprechenden Zertifizierungsstellen bestehen Unklarheiten über die Vertrauenswürdigkeit der Analysecodes zur Kalkulation von dynamischen Belastungen und Energieerträgen. Aufgrund dieser Unsicherheiten wurde im Rahmen eines niederländischen Projekts die Schaffung einer allumfassenden Verifizierung der innerhalb Europas am häufigsten genutzten Codes beschlossen.

Um die dynamischen Belastungen und Energieerträge zu berechnen, werden in der Windturbinenindustrie Analysecodes wie Windsimulationen und aeroelastische Modelle zur Optimierung von zukünftigen Konstruktionen und Zertifizierungen verwendet. Das niederländische Verifizierungs-Projekt richtete sich auf die Analyse der Konstruktionscodes von acht Windturbinen in fünf Ländern an drei getrennten Windturbinenmodellen.

Mit diesen Experimenten sollten die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Konstruktionscodes von Windturbinen beurteilt sowie Empfehlungen für eine Verbesserung dieser Vorschriften erstellt werden. Die Experimente wurden unter drei verschiedenen Steuerstrategiebedingungen durchgeführt. Im Rahmen der grundlegenden Experimente wurden Überzug und Steigung reguliert sowie variable Geschwindigkeiten in Kombination mit freiem Gieren getestet. Zu den zusätzlichen Variablen gehörten Beschleunigungen und Zustromgeschwindigkeiten.

Als Teil des Codes wurde ein stochastischer Windsimulator verwendet, mit dem statistische Windeigenschaften, wie zum Beispiel mittlere Windgeschwindigkeiten, Sturmintensitäten und Längenskalen für die Rotorflächen bestimmt werden können. Die Ergebnisse der Konstruktionscodes wurden dann als Funktionen der Zeit interpretiert. Hierbei handelt es sich um einen notwendigen Prozess für die Konstruktion von Windturbinenkomponenten und Zertifikationsprozessen.

Die erzielten Codevoraussagen für die Belastungen an Laufschaufel, Rotor und Turm wurden schließlich mit Referenzdaten zu modernen Windturbinen verglichen. Diese Projektergebnisse wurden durch den Einbezug einer Datenbank weiter gestärkt, die Vergleiche zwischen kalkulierten und gemessenen Belastungen enthält.

Diese Resultate konnten jetzt Einblick in die wichtigen europäischen Konstruktionscodes gewähren, was wiederum bedeutet, dass die Projektteilnehmer mit ihrer erhöhten Konstruktionsqualität die industrielle Unterstützung verbessern können. Eine regelmäßige Aktualisierung der Datenbank gewährleistet einen ständigen Vergleich der Qualitätsverbesserungen der aktualisierten Codes mit den bestehenden Ergebnissen und beseitigt damit alle noch bestehenden Unsicherheiten.

Kontakt:

Gerard Schepers
Energy Research Centre of the Netherlands
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