Verbundvorhaben: ReCoWind2 - Zuverlässigkeit und Monitoring von Frequenzumrichtern in Windenergieanlagen; Teilvorhaben: Zustandsüberwachung und Modellierung klimatisch bedingter Einflüsse auf Umrichterkomponenten
Zeitraum
2023-03-01 – 2026-02-28
Bewilligte Summe
524.541,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4066D
Leistungsplansystematik
Sicherer Systembetrieb [EB1811]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Die leistungselektronischen Frequenzumrichter zählen zu den am häufigsten von Ausfällen betroffenen Teilsystemen von Windenergieanlagen (WEA) und verursachen auf diese Weise erhebliche Kosten und Ertragseinbußen. Forschungsarbeiten zur Umrichterzuverlässigkeit in WEA haben gezeigt, dass das Ausfallgeschehen deutlich von Frühausfällen dominiert wird und eine erhebliche Auswirkung klimatischer Einflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, auf die Umrichterzuverlässigkeit festzustellen ist. Das ReCoWind2-Vorhaben weitet die Ursachenforschung von Niederspannungs- auf Mittelspannungsumrichter aus und vertieft sie im Hinblick auf weitere potenziell ausfallrelevante Einflussfaktoren. Daten aus der Umrichtersteuerung werden als neue Informationsquelle erschlossen. Schwerpunkte des Vorhabens liegen auf der Erarbeitung von Lösungsmaßnahmen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit über Fehlerfrüherkennung und Ferndiagnose sowie anwendungsspezifische Testverfahren. Insbesondere adressiert das Vorhaben Messtechnik- und Algorithmenentwicklung für ein breitenwirksames, die relevanten Ausfallmechanismen abdeckendes Condition Monitoring bis hin zur Erprobung in Umrichtersystemen im Labor und im Feld. Das Teilvorhaben der Leibniz Universität Hannover beinhaltet die Arbeiten auf dem Gebiet der Messschaltungs- und Algorithmenentwicklung sowie die hygrothermische Modellierung auf Leistungsmodulebene für ein online-fähiges Condition Monitoring System. Im speziellen sollen Messschaltungen zur Erfassung von degradationssensitiven Parametern entwickelt werden, die auch für den Einsatz im Feld geeignet sind. Dabei erfolgt eine Validierung der Auswertealgorithmen zur Schädigungssignaturerkennung und der entwickelten Messtechnik auf einem entsprechenden Prüfstand unter Laborbedingungen, bevor die Messtechnik im Feld erprobt wird. Weiterhin sollen mit Hilfe der klimatischen Verhältnisse innerhalb der Umrichterkomponenten Empfehlungen für eine sichere Betriebsführung abgeleitet werden.