idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
09.12.2018 16:36

SmartBlades2: Feldmesskampagne an Windkraftanlage in Colorado startet

Britta Rollert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

    Drei innovative 20 Meter lange Rotorblätter des SmartBlades2-Projekts werden in den kommenden vier Monaten in Boulder, Colorado (USA), bei Wind und Wetter untersucht. Dafür wurden die vom Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) entworfenen und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gebauten Rotorblätter erfolgreich an einer Testanlage des US-Forschungsinstitutes National Renewable Energy Laboratory (NREL) des Amerikanischen Energieministeriums (DOE) installiert. Die Messkampagne soll unter anderem klären, wie gut die mit einer Biege-Torsionskopplung konstruierten Rotorblätter in der Lage sind, Spitzenlasten bei stark wechselhafter Windstärke effektiv zu reduzieren.

    Mit einer Biege-Torsionskopplung ausgestattete Rotorblätter können sich selbstständig an die Windverhältnisse anpassen: Bei höheren Windgeschwindigkeiten verwindet sich das Rotorblatt und bietet dem Wind somit weniger Angriffsfläche. Dadurch werden die Belastungen auf die Anlage reduziert und die Lebensdauer der Rotorblätter erhöht. Um das aeroelastische Verhalten der neu entwickelten Blätter in der Messkampagne vollständig zu erfassen, wurde bereits bei der Fertigung im DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Stade von den Partnern speziell entwickelte Messtechnik in die Blätter integriert.

    Erste Bewährungsprobe bei Wind und Wetter

    „Diese Messkampagne ist die erste Bewährungsprobe für unsere Entwicklungen. Wir sind sehr gespannt, wie sich unsere Rotorblätter in diesem Freifeldtest verhalten werden“, sagt SmartBlades2-Projektmanagerin Zhuzhell Montano Rejas vom DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Verbesserung von Simulationsmodellen für Windenergieanlagen der nächsten Generation eingehen.

    Die Federführung der Messkampagne liegt beim Fraunhofer IWES: „Um die Verformungen, Beschleunigungen und Beanspruchungen der Blätter zu erfassen, setzen wir mehrere Messsysteme ein, welche Messungen über die gesamte Blattlänge erlauben. Die Umströmung der Rotorblätter an der Oberfläche wird mit einem aerodynamischen Messsystem erfasst“, berichtet der Leiter der Messkampagne Dr. Christian Kress vom Fraunhofer IWES. Im Inneren der Rotorblätter messen unterschiedliche Systeme von DLR, IWES und SSB Wind Systems, wie stark sich die Blätter bei Windlast verbiegen und verwinden. Auch die von NREL zur Verfügung gestellte Testturbine ist mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet.

    Die Messergebnisse werden mit Daten zu den Windverhältnissen korreliert, die NREL-Systeme und ein SpinnerLIDAR (LIght Detection And Ranging)-Messgerät des Zentrums für Windenergieforschung (ForWind) der Universität Oldenburg erfassen. Mit einem Laser scannt das SpinnerLIDAR einen Ausschnitt des Windfeldes vor oder hinter der Testanlage. „In diesem Ausschnitt kann das SpinnerLIDAR jede Sekunde an über 300 Punkten messen“, sagt ForWind-Wissenschaftler Prof. Dr. Martin Kühn. „So können wir sowohl die Windgeschwindigkeiten, die Windrichtungen, die vertikale Windscherungen als auch die lokalen Turbulenzen erfassen - und das in einer so hohen räumlichen Auflösung, wie es mit herkömmlichen Lidar-Messgeräten nicht möglich ist.“

    Der Abgleich des von den Sensoren gemessenen Strukturverhaltens mit den Winddaten wird zeigen, ob die entwickelten Rotorblätter das gewünschte Verhalten aufweisen. Zu Anfang der Messkampagne wird das einströmende Windfeld gemessen, am Ende die Nachlaufströmung hinter der Windenergieanlage, um den Einfluss der Anlage auf die Strömung besser verstehen zu können. Bei der dreiblättrigen Controls Advanced Research Turbine (CART3) von NREL, anders als bei einer für die kommerzielle Stromerzeugung genutzten Anlage, können die Wissenschaftler verschiedene Untersuchungsszenarien, wie zum Beispiel abrupte Abbremsvorgänge des Rotors, durchführen.

    Die Windbedingungen am Standort am Rande der Rocky Mountains reichen im Winter von sehr niedrigen bis zu sehr hohen und böigen Windgeschwindigkeiten. So können die Forscher die SmartBlades2-Rotorblätter unter vielfältigen Umgebungsbedingungen erproben. „Wir freuen uns, die neuen Rotorblätter an unserer Forschungsturbine am NWTC validieren zu können. Auch wir sind sehr daran interessiert herauszufinden, wie sich diese mit Biege-Torsionskopplung ausgelegten Rotorblätter in der Praxis unter realen Bedingungen verhalten“, sagt Andrew Scholbrock, der bei NREL für die SmartBlades2-Messkampagne verantwortlich ist.

    Durch die Messkampagne erwarten die Partner des BMWi-geförderten Projektes SmartBlades2 aussagekräftige Ergebnisse zum Verhalten der neuen Rotorblätter. Die Validierungsaufgaben beginnen mit der Datenauswertung bereits während der Messungen und werden bis zum Projektende im Herbst 2019 fortgeführt. Das Projekt unterstützt die Industrie bei der Weiterentwicklung von Rotorblättern mit Biege-Torsionskopplung und soll den Weg für die Einführung dieser Technologie ebnen.

    Das Projekt SmartBlades2 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und vom Forschungsverbund Windenergie mit den Partnern DLR, IWES und ForWind sowie den Industriepartnern GE, Henkel, Nordex Acciona, SSB Wind Systems, Suzlon, Senvion und WRD Wobben Research and Development durchgeführt.

    Ansprechpartner der FVWE-Partner:

    ForWind - Zentrum für Windenergieforschung
    Pressekontakt: Jana Stone
    Tel.: 0441 798-5083 / jana.stone@forwind.de


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Fraunhofer IWES
    Dr. Christian Kress
    Tel.: 0471/14290-311 /christian.kress@iwes.fraunhofer.de

    ForWind - Zentrum für Windenergieforschung
    Prof. Dr. Martin Kühn
    Tel.: 0441/798-5061 / E-Mail: martin.kuehn@forwind.de


    Weitere Informationen:

    http://www.dlr.de
    http://www.forwind.de
    http://www.fraunhofer.iwes.de


    Anhang
    attachment icon Installation der SmartBlades2-Rotorblätter

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
    Energie, Maschinenbau, Umwelt / Ökologie, Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungsprojekte, Kooperationen
    Deutsch


    Installation der SmartBlades2-Rotorblätter


    Zum Download

    x

    Installation der SmartBlades2-Rotorblätter


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay