2021-07-01  –  2025-06-30

551.087,00 EUR

Technische Universität München - Fakultät für Maschinenwesen - Lehrstuhl für Windenergie, Garching b. München, Bayern

03EE3037B

Logistik, Anlageninstallation, Instandhaltung und Betriebsführung [EB1250]

01220955/1  –  Life-Odometer - Online Lebensdauerermittlung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)

Energie

Das Projekt entwickelt neue Methoden für die Schätzung des Lebensdauerverbrauchs von Windturbinen, der eine äußerst wichtige Information für Betrieb, Wartung sowie die Verlängerung der Lebensdauer darstellt. Zwei Aspekte werden untersucht: Erstens die Schätzung des Lebensdauerverbrauchs für neue Anlagen, wobei das Ziel darin besteht, eine optimale Auswahl von Sensoren zu entwerfen, sowie zweitens für bestehende Turbinen, für die nur begrenzte Standardbetriebsdaten (SCADA) zur Verfügung stehen. Das TUM-Team wird sich an beiden Aspekten des Projekts beteiligen, mit Schwerpunkt auf letzterem. Da die bestehenden Anlagen nicht über eine ausreichende Instrumentierung verfügen, um die Restlebensdauer direkt zu bestimmen, werden die Lastbedingungen für jede Windturbine in einem Park aus historischen SCADA-Daten, meteorologischen Reanalysen und Wartungsaufzeichnungen rekonstruiert. Änderungen in der Umgebung der Windturbinen während ihrer Lebensdauer (z.B. durch den Bau von Windturbinen in ihrer Nachbarschaft) werden ebenfalls berücksichtigt. Die Strömungsbedingungen werden mit Hilfe von Nachlaufmodellen ermittelt, die mit selbstlernenden Optimierungsalgorithmen versehen sind. So wird das Basislinienmodell so korrigiert, dass es so gut wie möglich mit den historischen Messungen übereinstimmt. Aus den rekonstruierten Strömungsbedingungen wird mit Hilfe von aeroservoelastischen Simulationen eine Ermüdungsbeurteilung für die Turbinenkomponenten gewonnen. Der neue Ansatz wird einer durchgehenden Unsicherheitsanalyse unterzogen. Neben der Arbeit mit Felddaten gemeinsam mit den Projektpartnern, wird das TUM-Team auch einen Satz von Experimenten mit seinen skalierten Windturbinen in einem Grenzschichtwindkanal durchführen. Die wiederholbaren und kontrollierbaren Bedingungen des Windkanals werden es ermöglichen, die neuen Verfahren aus den Betriebsdaten zu erlernen und die Genauigkeit der Modelle anhand präziser Messungen der Strömung und der Lasten zu bewerten.