Forschungsprojekte

Unschärfe

• Fundierte Metamodellbildung stochastischer, geregelter Strukturen am Beispiel von Windenergieanlagen (MetaWind)

  Smarte Systeme, die zumeist aus dem Bereich der Kommunikationstechnik kommen und auf einer Kombination von vernetzten, regel- oder steuerbaren, sensorischen und intelligenten Teilsystemen bestehen, sind in den Medien in den letzten Jahren allgegenwärtig. Eigentlich gibt es smarte Systeme schon seit Jahren in verschiedensten Ingenieurbereichen. Im Bauingenieurwesen sind dies zum Beispiel Windenergieanlagen, die vernetzte Elemente der Mess- und Regelungstechnik aufweisen. Für eine wirtschaftliche und zuverlässige Auslegung dieser Systeme ist deren Simulation notwendig. Aufgrund des nichtlinearen, stochastischen und geregelten Verhaltens solcher Systeme kann die erforderliche Rechenleistung unwirtschaftlich hoch sein. In diesem Fall können Ersatzmodelle, sogenannte Metamodelle, zum Einsatz kommen, die das Systemverhalten approximieren. Zwar werden solche Metamodelle heutzutage bereits vielfach eingesetzt, doch ihre Genauigkeit und Effizienz sind bei komplexen Systeme bisher beschränkt oder zumindest kaum umfassend analysiert. Daher adressiert dieses Forschungsvorhaben diese Forschungslücke und entwickelt fundierte Metamodelle für Windenergieanlagen auf Basis eines umfassenden Vergleichs verschiedener Varianten.

  Leitung: Dr.-Ing. Clemens Hübler

  Team: Franziska Müller, M.Sc.

  Jahr: 2019

  Förderung: Leibniz Young Investigator Grant (LUH)

  Laufzeit: 2019- 2021

  © ISD
• Transdisziplinäre End-of-Life Analyse von Windenergieanlagen zur Entwicklung technisch-wirtschaftlich optimaler Nachnutzungsstrategien (TransWind)

  Die Windenergie stellt einen wichtigen Grundpfeiler für das Erreichen der Energiewende in Deutschland dar. Noch sind die Stromgestehungskosten im Verhältnis zur Marktvergütung hoch, sodass hier Entwicklungsbedarf besteht. Vor diesem Hintergrund ist die End-of-Life-Thematik von Windenergieanlagen (WEA) – d.h. die Analyse und Ausgestaltung der Zeit nach Ende der Förderung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) bzw. nach Überschreiten der Entwurfslebensdauer – aktuell von besonderem Interesse. Zur Entwicklung technisch-wirtschaftlich nachhaltiger Strategien für Post-EEG-WEA ist eine gemeinsame und zumindest einseitig gekoppelte Betrachtung unterschiedlichster Aspekte der Strukturdynamik, Prozesstechnik, Logistik, Raumplanung und Betriebswirtschaft unabdingbar. Beispielsweise ist es nur dann sinnvoll, die betriebswirtschaftliche Machbarkeit eines Weiterbetriebs durch Retrofit zu analysieren, wenn dieser auch technisch möglich ist. Daher soll im Rahmen von TransWind ein probabilistisches, strukturdynamisches Modell einer WEA mit standortspezifischen Windsimulationen, raumplanerischen Werkzeugen und Wirtschaftlichkeitsanalysen in einem verzahnten Modellierungsansatz verbunden werden. Um die automatisierte Anwendung dieses transdisziplinären Vorgehens zu ermöglichen, soll der Modellierungsansatz zudem in einer Softwarelösung umgesetzt werden und dadurch die Vorteile der zunehmenden Digitalisierung in der Energiewirtschaft nutzen. Der Fokus des ISD liegt auf der strukturdynamischen, probabilistischen Lebensdauerberechnung.

  Leitung: Dr.-Ing. Clemens Hübler, Prof. Dr-Ing. habil. Raimund Rolfes

  Team: Franziska Müller, M.Sc.

  Jahr: 2020

  Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 03EE3029A

  Laufzeit: 01.11.2020 – 31.10.2023

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