Wirkungsgradmessungen von Windkraftanlagen standardisieren

Kategorie: Öffentlich

Ein PTB-Mitarbeiter überprüft die Messtechnik, die an dem Drehmomentsensor befestigt ist, und wechselt die Akkus, die einen eigenständigen Betrieb ermöglichen. (Quelle: *)

Der Aachener Prüfstand mit der Forschungsgondel der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. auf der rechten Seite und dem PTB- Drehmomentsensor zwischen den beiden gelben Flanschen. (Quelle: *)

Schaubild einer Windenergieanlage auf einem Prüfstand mit Angabe der möglichen Messpunkte zur mechanischen und elektrischen Leistungsmessung und zur Bestimmung des Wirkungsgrades. (Quelle: *)

EU-Forschungsprojekt WindEFCY ist mit der TH Aschaffenburg als einem von 11 Partnern gestartet


Die Technische Hochschule Aschaffenburg beteiligt sich mit dem Labor für Elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Antriebe an dem interdisziplinären EMPIR-Projekt 19ENG08 WindEFCY. Dieses hat „Traceable mechanical and electrical power measurements for efficiency determination of wind turbines“ („Rückverfolgbare mechanische und elektrische Leistungsmessungen zur Wirkungsgradbestimmung von Windkraftanlagen“) zum Gegenstand.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird erstmalig ein Leitfaden zur Bestimmung des Wirkungsgrades von Windenergieanlagen auf Prüfständen erstellt. Dabei werden standardisierte Richtlinien für die Ermittlung des Turbinenwirkungsgrades auf Prüfständen erarbeitet und neue Leistungsmessmethoden für die elektrischen Komponenten von Windturbinen entwickelt. 

Ziel des auf drei Jahre angelegten Projektes ist es, die erzeugte Energie von geplanten Windparks besser vorhersagen zu können, größere Sicherheit bei Investition zu bieten und den Übergang zu saubereren Energiequellen zu beschleunigen.

In diesem europäischen Projekt unter der Leitung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig arbeiten 11 internationale Partner zusammen. Die Aufgabe der Technischen Hochschule Aschaffenburg ist es, die bereits von M. Eng. Alexander Stock und Prof. Dr.-Ing. Johannes Teigelkötter erforschten Algorithmen zur Leistungsberechnung für nichtsinusförmige Ströme und Spannungen in einem Berechnungsprogramm umzusetzen. Weiterhin ist vorgesehen, Algorithmen zur Berechnung mechanischer Größen aus den gemessenen elektrischen Größen zu erarbeiten und ebenfalls in ein Berechnungsprogramm zu überführen. 

Weitere Informationen zum Projekt WindFCY … 

Die Grafik zeigt die schematische Darstellung einer Windkraftanlage auf einem Gondelprüfstand mit möglichen Messpunkten für mechanische und elektrische Leistungsmessung zur Ermittlung des Wirkungsgrades einer Windkraftanlage.

Bildquellen:

Bild 1 und Bild 2: Physikalisch-Technische Bundesanstalt und Rheinisch-Westfälische Hochschule Aachen 
Grafik Windenergieanlage: Tobias Duda et al 2018 J. Phys.: Conf. Ser. 1037 052031. DOI: 10.1088/1742-6596/1037/5/052031