WindEFCY: Standardisierte mechanische und elektrische Leistungsmessung zur Wirkungsgradbestimmung an Windenergieanlagen

Auf einen Blick

• Die technische Entwicklung von Windenergieanlagen ist in den vergangenen Jahren rasant verlaufen. Um dieses Tempo aufrecht zu erhalten, sind Prüfstände erforderlich, die die wichtigsten Komponenten standardisierten Tests unterziehen können.
• Noch allerdings fehlen Standards für viele der Validierungsverfahren, so dass die Ergebnisse verschiedener Prüfstände voneinander abweichen können.
• Hier setzt das Projekt WindEFCY an und entwickelt rückverfolgbare Methoden zur zuverlässigen Bestimmung des Wirkungsgrads von zentralen Gondelkomponenten.

Herausforderung

Die Windenergie nimmt bereits jetzt einen wichtigen Platz im europäischen Energiesystem ein. Wenn in der Zukunft die gesamte Energieversorgung der Europäischen Union klimaneutral werden soll, ist eine zügige technische Weiterentwicklung von Windenergieanlagen unumgänglich. In diesen Entwicklungsverfahren sind standardisierte Prüf- und Validierungsverfahren von zentraler Bedeutung für die Qualitätssicherung, da sie einerseits aufwändige Feldtests ersetzen und andererseits die Testergebnisse unterschiedlicher Prüfstände vergleichbar machen. Bislang gibt es jedoch keine standardisierten Tests zur Wirkungsgradbestimmung von Gondeln und deren Komponenten auf Prüfständen.

Lösung

Hier setzt das Projekt WindEFCY an. Die Partner entwickeln validierte Methoden zur zuverlässigen Bestimmung des Wirkungsgrads von wichtigen Gondelkomponenten vor ihrer Installation im Feld. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Standardisierung der mechanischen und elektrischen Leistungsmessung an Gondelprüfständen.  

Dafür bewerten die Projektpartner zunächst die verfügbaren Methoden und Messungen zur Leistungs- und Wirkungsgradbestimmung. Zudem entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Leitfäden für nachvollziehbare Messverfahren, die bei der Prüfung von elektrischen Leistungskomponenten des Generators, der mechanischen Wellen sowie der Kombination und Synchronisation der mechanischen und elektrischen Leistungsmessungen zum Einsatz kommen. Am Ende stehen standardisierte Leitlinien für die Wirkungsgradbestimmung auf Prüfständen.

In einem Teilprojekt ist das Fraunhofer IWES für die Umsetzung der Wirkungsgradbestimmung an Gondelprüfständen verantwortlich.

Mehrwert  

WindEFCY sorgt für einen wichtigen Wissenstransfer aus der Forschung in die Wirtschaft. Windturbinenhersteller, Getriebehersteller, Prüfstands- und Windparkbetreiber profitieren von den Ergebnissen des Projekts, da eine reproduzierbare Wirkungsgradbestimmung auf Prüfständen die Entwicklungszyklen und die Markteinführungszeit im Windenergiesektor verkürzen wird. Die Projektergebnisse werden zudem eine bessere Vorhersage des Energieertrags geplanter Windparks ermöglichen und so eine größere Investitionssicherheit bieten.