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Informationen für:

Competence Center für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
Competence Center

BEBEN XXL

Konzept Teststand Quelle: Fraunhofer IWES

 

Ziel von BEBEN XXL ist die Senkung des Materialeinsatzes bei der Herstellung von Windenergieanlagen-Großkomponenten bei gleichbleibender Betriebssicherheit der Bauteile.

 

 

 

Motivation

Zwei wesentliche Entwicklungsrichtungen in der Windindustrie sind die Erhöhung
der Nennleistung der Einzelanlage und die Steigerung des Energieertrages bei
Standorten mit mittleren Windgeschwindigkeiten. Dadurch erhöhen sich Turmhöhen
und Rotordurchmesser neu installierter Windenergieanlagen (WEA) kontinuierlich.
Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen muss jedoch gleichzeitig auch das
massenspezifi sche Drehmoment, also das Verhältnis aus Drehmoment am Rotor und
Turmkopfmasse gesteigert werden.


Besonderheiten in der Konstruktionspraxis von WEA

Außerdem stellt die Konstruktion von Windenergieanlagen einige Besonderheiten
dar. Hochdynamisch belastete Komponenten dieser Größe in Serienfertigung, bieten
nur eine geringe Übertragbarkeit zu anderen Branchen. Bei der Auslegung müssen
daher Sicherheitsbeiwerte berücksichtigt werden, die in der Summe zu größeren
und schwereren Bauteilen führen als nötig. Die Auslegungspraxis soll im Projekt am
Beispiel der Hauptwelle überprüft und Potenziale zur Materialeinsparung ermittelt
werden. Um diese Ziele zu erreichen soll ein Prüfstand für WEA-Großkomponenten
entwickelt und aufgebaut werden. Außerdem wird eine Prüfsystematik entwickelt,
die es ermöglicht, beschleunigte Lebensdauertests durchzuführen (Abbildung von
20 Jahren Betriebszeit auf 6 Monaten Testdauer). Die Ergebnisse der 1:1 Tests der
Hauptwelle und der begleitenden Materialuntersuchungen sollen den aktuellen
Kenntnisstand zur Beanspruchbarkeit der Komponenten vergrößern und dadurch
einen effi zienteren Materialeinsatz ermöglichen.


Einsatz von höherfestem Gusseisen

Für die Herstellung der Hauptwellen ist der Einsatz von Schmiedewerkstoffen
bisheriger Stand der Technik und die Verwendung kostengünstiger Gusswerkstoffe
wünschenswert. Das dynamisch-zyklische Festigkeitsverhalten, besonders von großen
Gussbauteilen, ist jedoch noch nicht vollständig erforscht. Eine Untersuchung zur Einsetzbarkeit
von höherfesten Gusswerkstoffen zur Herstellung von WEA-Hauptwellen wird aus diesem Grund ein weiterer Teil des Projekts sein.

Letzte Änderung: 20.07.15

An die Redaktion

Professor für Windenergie und Konstruktion

Prof. Dipl.-Ing. Peter Dalhoff

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Wissenschaftliche Mitarbeiter:

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