2015-12-01  –  2019-07-31

194.594,65 EUR

Micro Systems Engineering GmbH, Berg, Bayern

0325891G

Logistik, Anlageninstallation, Instandhaltung und Betriebsführung [EB1250]

01161625/1  –  Bauteilintegrierte Sensorik für Kraftübertragungselemente in Windenergieanlagen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

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.