Verbundvorhaben: Bauteilintegrierte Sensorik für Kraftübertragungselemente in Windenergieanlagen (BiSWind); Teilvorhaben: Zuverlässige Realisierung von hochintegrierten, dreidimensionalen Schaltungsträgern auf Basis von LTCC
Zeitraum
2015-12-01 – 2019-07-31
Bewilligte Summe
194.594,65 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0325891G
Leistungsplansystematik
Logistik, Anlageninstallation, Instandhaltung und Betriebsführung [EB1250]
Verbundvorhaben
01161625/1 – Bauteilintegrierte Sensorik für Kraftübertragungselemente in Windenergieanlagen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Projektes ist die Umsetzung eines neuen Mess- und Wartungsprinzips für Kraftübertragungselemente in hochbelasteten Anlagen, wie zum Beispiel Windkraftanlagen. Dazu soll ein autark arbeitendes Condition Monitoring System (CMS) umgesetzt werden, welches die Messung von Drehmoment, Temperatur, Vibration und Drehzahl quasikontinuierlich ermöglicht. Dieses Sensorsystem erfordert robuste, direkt auf technische Oberflächen beschichtete Dünnschichtsensoren mit angepasstem Low-Energy-Elektronikmodul. Um das Gesamtsystem unabhängig von äußeren Energiequellen zu gestalten, ist eine integrierte Energieerzeugung aus der Eigenbewegung mit einem Energiespeicher zwingend erforderlich. Zusammen mit einer energieeffizienten Low-Energy Mikroelektronik mit energiearmer Datenübertragung wird ein autarker Betrieb auch über die Gesamtbetriebszeit der Windenergieanlage möglich. Die neuartigen Kraftübertragungselemente mit integriertem Messsystem sollen die klassischen Systeme ersetzen ohne die Betriebszeiten negativ zu beeinflussen. In dem Verbundprojekt erfolgen Untersuchungen zur defektfreien Abscheidung piezoelektrischer Schichten, die in Energie-Harvestern für einen energieautarken Betrieb eingesetzt werden. Wichtiger Bestandteil des Projekts ist die Entwicklung der autarken Energieversorgung und die Bereitstellung einer angepassten energiearmen mikroelektronischen Schaltung. Zur Datenerfassung und Vorverstärkung wird ein miniaturisiertes, kompaktes Controller-Modul, unter Einsatz kommerziell verfügbarer Mikrochips zur Steuerung der Messung, Ansteuerung der Energiegewinnung, Energiespeicherung und Steuerung der Datenübertragung, realisiert. Alle elektronischen Komponenten werden integriert und lebensdauerfest auf die Stahlwelle montiert. Der Nachweis der gesteckten Ziele soll in verschiedenen Demonstratoren erbracht werden.
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