Verbundvorhaben: LeKoGussWEA - Leichtbaukonzepte für Gussstrukturbauteile von Windenergieanlagen; Teilvorhaben: Gewichtsreduzierte gießbare Sphärogussbauteile durch Topologieoptimierung mit lokalen mechanischen Eigenschaften
Zeitraum
2020-01-01 – 2023-12-31
Bewilligte Summe
510.765,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0324279B
Leistungsplansystematik
Windenergieanlagen - sonstige Komponenten [EB1215]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)
Förderprogramm
Energie
Die kontinuierliche Leistungssteigerung von Windenergieanlagen geht einher mit einem fortlaufenden Zuwachs des Gondelgewichts, was vielseitige Probleme zur Folge hat. Deshalb ist Ziel des hier skizzierten Forschungsvorhabens, das Gewicht von dort verbauten Gussstrukturbauteilen um 20 % - bezogen auf den derzeitigen Stand der Technik - zu reduzieren und darüber eine wirtschaftliche Gesamtoptimierung zu erzielen. Dies ist nur mittels hocheffizienter Ausnutzung moderner Konstruktionswerkstoffe realisierbar, indem der lokalen Beanspruchung auch eine - bei dickwandigen Gussbauteilen sehr ausgeprägt variierende – lokale Beanspruchbarkeit gegenübergestellt wird. Der Lösungsweg sieht deshalb die Entwicklung eines Sphäroguss-(alternative Bezeichnung für Gusseisen mit Kugelgraphit) spezifischen, lokalen Auslegungskonzeptes vor, welches derzeit nicht Stand der Technik ist. In Kombination mit einer individuellen Topologieoptimierung wird die Anwendbarkeit dieses Auslegungskonzeptes an drei exemplarischen Bauteilen einer Windenergieanlage demonstriert. Als Konstruktionswerkstoffe kommen Gusseisengüten besonders hoher Duktilität und Festigkeit zum Einsatz, deren Systemverhalten abschließend unter realen Einsatzbedingungen auf einem Großprüfstand untersucht wird.