2024-04-01  –  2027-03-31

303.794,94 EUR

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart, Baden-Württemberg

03EE2062B

Windenergie - Onshore [EB1220]

01258376/1  –  MeTuSA - Methoden zur Simulation von wirbelerregten Turmschwingungen und zur standortspezifischen Auslegung von hohen Windenergieanlagentürmen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Im Rahmen des Größenwachstums von Windenergieanlagen (WEA) ergeben sich durch die steigende Flexibilität der Komponenten aeroelastische Instabilitäten, die sowohl zu erhöhten Lasten, als auch zu einem Arbeitssicherheitsrisiko und letztlich zu einem absoluten Limit für die mögliche Größe von Onshore-WEA führen. Insbesondere sind hierbei wirbelinduzierte Schwingungen des Turms im Aufbau der Anlage zu nennen (engl. Vortex induced Vibrations, ViV), bei denen es durch eine Resonanz zwischen Turmeigenfrequenz und zyklisch ablösenden, instationären Wirbelstraßen im Nachlauf zu einem kritischen Aufschwingen kommen kann. Obwohl dieses Phänomen historisch unter anderem aus der Marinetechnik, sowie von Antennen und Schornsteinen bekannt ist, sind aufgrund der Struktur-, Fluid- und Größenbedingungen von WEA in der Literatur keine Methoden verfügbar, mit denen diese Schwingungen zuverlässig und insbesondere standortspezifisch in der Auslegung von WEA-Türmen berechnet werden können. Der Beitrag des ZSW wird hierbei die Modellierung von Turmschwingungen mit KI-Ansätzen sowie standortspezifische meteorologische Analysen und Vorhersagen sein. Das KI-Modell wird die Dämpfung von Türmen abhängig von verschiedenen Parametern wie Turmtyp, Windklasse oder Bodentyp vorhersagen. Die meteorologischen Analysen und Vorhersagen betreffen Analysen der Variabilität des Windes abhängig von Standort und der Vorhersagbarkeit des Windes während des Aufbaus.