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Forschungsprojekte
Präzises Messsystem zur berührungslosen Erfassung und Analyse des dynamischen Strömungsverhaltens von WEA-Rotorblättern (PreciWind)

Forschungsprojekte

Präzises Messsystem zur berührungslosen Erfassung und Analyse des dynamischen Strömungsverhaltens von WEA-Rotorblättern (PreciWind)

© BIMAQ
Leitung:  Prof. Dr-Ing. habil. Raimund Rolfes, PD Dr.-Ing. habil. Cristian Guillermo Gebhardt
Team:  Daniel Schuster, M. Sc., Dipl.-Ing. (FH) Christian Hente, M.Sc.
Jahr:  2020
Förderung:  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 03EE3013B
Laufzeit:  01.01.2020 – 31.12.2022

Im Rahmen des Vorhabens PreciWind wird ein mobiles thermografisches Messsystem zur kontinuierlichen Erfassung und Analyse des dynamischen Strömungsverhaltens von Rotorblättern an Windenergieanlagen (WEA) im Betrieb entwickelt. Mit dem für den Freifeldeinsatz entwickelten System kann die aerodynamische Leistungsfähigkeit laufender WEA quantifiziert und bewertet werden. Die Analyse der oberflächennahen Strömungszustände wird mit einer geometrisch hochauflösenden Infrarotkamera im langwelligen Strahlungsbereich verwirklicht. In Kombination mit einem Laserabstandsmesssystem zur Erfassung der Rotorblattdistanz und -geometrie wird das Messsystem auf einem ko-rotierenden Messsystemträger fixiert, um erstmals das Strömungsverhalten während einer vollständigen Umdrehung des Rotors zu untersuchen. Diese Anordnung ermöglicht die Kompensation der Relativbewegungen zwischen Messsystem und WEA-Rotor und ermöglicht zeitgleich eine Analyse der Strukturdynamik der WEA auf Grund von wechselnden Krafteinwirkungen innerhalb eines Rotorumlaufes. Unter Verwendung einer mobilen Stromversorgung können Messungen im Freifeld aus Distanzen von bis zu 300 m zur WEA durchgeführt werden. Das ISD verfolgt innerhalb dieses Projekts erstmalig das Konzept eines Digitalen Zwillings. Ein virtuelles Abbild der WEA wird detailgetreu konzipiert und die gesamten Messaktivitäten mit Hilfe der parametrisierten Simulationsmodelle zur effektiven Positionierung und Einstellung des neuartigen Messsystems verfolgt, sowie auftretende Ursachen von Charakteristika und Unschärfe entlang der gesamten Versuchsstrecke und Messdurchführungen mit Fokus auf strukturmechanische Aspekte untersucht. Eine Validierung der simulationsbasierten Modelle erfolgt anhand von hochwertigen Messdaten.