VirtGondel: Entwicklung und Validierung eines virtuellen Abbildes des Gondelprüfstandes zur Erarbeitung fortschrittlicher Prüfmethoden und effizienterer Testkampagnen

Auf einen Blick

• Die Prüfung von Antriebssträngen von Windenergieanlagen ist wegen der auf sie wirkenden dynamischen Belastungen technisch anspruchsvoll, so dass auch moderne Prüfstände an ihre Grenzen stoßen.
• Im Projekt VirtGondel entwickelt das Fraunhofer IWES daher einen validierten virtuellen Prüfstand, der es ermöglicht, die realen Versuche besser zu planen, die Lasten an den verschiedenen Komponenten besser zu bestimmen und neue Prüfmethoden zu entwickeln.
• Die während des Projektes entwickelten Simulationswerkzeuge und -modelle werden anhand einer realen Gondelprüfkampagne am Fraunhofer IWES erprobt und in der institutseigenen skalierten Entwicklungsumgebung optimiert.

Herausforderung

Damit die Antriebsstränge von neuentwickelten Windenergieanlagen in der Praxis dauerhaft und zuverlässig Strom liefern können, werden sie in speziellen Gondelprüfständen genau untersucht. Dabei werden die verschiedenen dynamischen Lasten, die auf das Antriebstrangsystem wirken, möglichst genau nachgebildet.

Trotzdem stoßen auch moderne Prüfstände an ihre Grenzen, denn in der Prüfung von Antriebssträngen spielen dynamische Effekte und entsprechend wechselhafte Lastverläufe eine zentrale Rolle. Sie können entscheidend für die Lebensdauer oder auch die Extremlastsituationen einzelner Komponenten sein. Ein validiertes dynamisches Lasteinleitungssystem und eine dynamische Lasterfassung am zu prüfenden Antriebsstrang sind daher von größter Wichtigkeit. Allerdings stellt die messtechnische Erfassung der auftretenden Lastverläufe eine große Herausforderung dar.

Lösung

An diesem Punkt setzt das Projekt VirtGondel des Fraunhofer IWES an. Die Wissenschaftler entwickeln ein validiertes virtuelles Abbild eines realen Gondelprüfstands, das gleich mehrere Vorteile bietet. So können die Planung der realen Versuche verbessert, Lasten und Verformungen komponentenspezifisch dynamisch bestimmt und die dynamische Leistungsfähigkeit des Prüfstandes erhöht werden. Nicht zuletzt besteht die Möglichkeit, mithilfe des Simulationsmodells neuartige Prüfmethoden zu entwickeln.

Mehrwert

Um diese Ziele zu erreichen, sollen Simulationswerkzeuge und -modelle entwickelt werden, die ergänzend zu einer bereits geplanten realen Gondelprüfkampagne am Prüfstand des Fraunhofer IWES erprobt und anschließend in der skalierten Entwicklungsumgebung des Instituts nachvollzogen und optimiert werden.