WEA-produktiv

"WEA-produktiv" - WindEnergieAnlagen mit optimierter Produktivität durch Flottenmonitoring ohne zusätzliche Sensorik

Das Ziel des Projektes „WEA-produktiv“ ist die Ertragsoptimierung an Windenergieanlagen mit Hilfe eines Flottenmonitoring-Ansatzes unter Verwendung von standardmäßig installierter Sensorik. Der Ertrag von Windenergieanlagen kann durch eine ungünstige Anlagenregelung oder Unwuchten deutlich beeinträchtigt werden. Hierbei unterscheidet man zwischen aerodynamischer Unwucht, welche beispielsweise durch eine Fehlstellung der Blätter entsteht und der Massenunwucht, welche meistens auf Fertigungstoleranzen zurückzuführen ist.

Beide Arten erzeugen zusätzliche Schwingungsbelastungen, die die Lebensdauer der Anlage beeinträchtigen, die technische Verfügbarkeit durch erhöhten Wartungsaufwand reduzieren und damit den Ertrag verringern. Eine zuverlässige Erkennung dieser nachteiligen Schwingungsphänome auch bei variierenden Umwelt- und Betriebsbedingungen (EOC, Environmental and Operational Conditions) hilft die Ursachen für Ertragsverluste aufzuzeigen und deren Behebung zu unterstützen.

Dazu kann im Rahmen des Projektes „WEA-produktiv“  auf eine umfangreich instrumentierte Anlage zurückgegriffen werden. Für diese Anlage wird von Wölfel ein sog. „Digitaler Zwilling“ entwickelt. Der digitale Zwilling repräsentiert zunächst einen Idealzustand und bildet die Grundlage für den Vergleich mit  real existierenden Anlagen und erlaubt es somit Rückschlüsse über Ertragsminderungen und deren Ursachen zu ziehen. In einem weiteren Schritt wird eine Anpassung des digitalen Zwillings vorgenommen, die es erlaubt die Wechselwirkungen innerhalb einer Population zu untersuchen (z.B. Ertragsminimierung oder das Auftreten schädlicher Schwingungsphänomäne durch den sogenannten Wake Effect).

Der Schwerpunkt der Universität Siegen liegt insbesondere im Bereich der Datenanalyse des physikalischen Zwillings und der betrachteten Populationen sowie der Algorithmen- und Modellentwicklung zur Identifikation suboptimal arbeitender Anlagen.

Projektfortschritt

Das Projekt WEA-Produktiv läuft vom 01.11.2022 bis zum 30.04.2025. Seitens der Universität Siegen umfassen die Hauptaufgaben die zusätzliche Instrumentierung einer Windenergieanlage sowie die Auswertung vorhandener und neuer Messdaten. Auf deren Basis werden Algorithmen entwickelt, die suboptimal arbeitende Anlagen erkennen und Gründe für diesen Zustand feststellen sollen.

Besichtigung der Windenergieanlage

In einem ersten Schritt wurde die auf der Anlage vorhandene Sensorik ausgewertet und darauf basierend die für die Projektziele notwendige zusätzliche Sensorik geplant. Neben der benötigten Sensorik sind die Platzverhältnisse und Begebenheiten vor Ort von großer Bedeutung. Im Rahmen einer Anlagenbegehung wurden mögliche Positionen für den Schaltschrank sowie die Sensorik bestimmt und mögliche Kabelwege untersucht.