Innovationsbereich III
Life-Cycle-Management von Offshore-Windenergieanlagen und Windparks
Um bei der Verwirklichung der Offshore-Ausbauziele Handlungsspielräume durch optimierte Betriebsszenarien und Wartungsstrategien zu schaffen, sind Informationen über den Lebenszustand einzelner Windenergieanlagen und Offshore- Windparks unerlässlich.
Im Innovationsbereich III werden durch die umfassende Analyse von Struktur- und SCADA-Daten mit innovativen Methoden des Population-based Structural Health Monitoring die notwendigen Grundlagen für zentrale Fragestellungen geschaffen:
- Wartung und Repowering als Grundlage einer techno-ökonomischen Bewertung des erforderlichen Zubaus
- Verlängerung der Restlebensdauer durch optimierte Inspektion und Wartung von Tragstrukturen und Rotorblättern
TP III.1
Datenbasiertes Structural Health Monitoring (SHM)
In diesem Teilprojekt wird ein geeignetes SHM-Konzept für die kontinuierliche Überwachung von Tragstruktur, Turm und Rotorblättern auf im Offshore-Windpark vorhandene Sensoren und Messtechnik angewendet und nach Bedarf ergänzt.
Inwieweit vorhandene Sensor- und Überwachungsinfrastruktur sowie bereits aufgezeichnete Daten genutzt werden können, muss mit dem Betreiber abgestimmt werden. Die Innovation liegt in der umfassenden Analyse von Struktur- und SCADA-Daten, die im OWP bereits vorhanden sind, mit Methoden der probabilistischen und deterministischen Systemidentifikation und KI-basierten Methoden.
Das Ziel ist einserseits die Identifikation aller relevanten Betriebszustände und Systemparameter und andererseits die Identifikation kritischer Betriebszustände und Schadensszenarien, die, sofern sie bekannt sind, eliminiert werden können, um eine signifikante Verlängerung der Restlebensdauer eines Windparks zu bewirken.
Forschende
Prof. Dr.-Ing. habil.
Raimund Rolfes
Universität Hannover/ForWind
Dr.-Ing. Tanja Grießmann
Universität Hannover/ForWind
TP III.2
Datengetriebene Methoden zur Bestimmung der Restlebensdauer von Tragstrukturen
Auf der Grundlage des SHM-Konzepts aus TP III.1 werden datengetriebene Methoden zur Bestimmung der Restlebensdauer von Tragstrukturen entwickelt und validiert und damit die Grundlage für ihre Akzeptanz im Zertifizierungsprozess gelegt.
Das Hauptziel dieses Teilprojekts ist die (Weiter-)Entwicklung datengetriebener Methoden in der Co-Produktions- Phase, so dass auch bei unvollständiger Datenlage Restlebensdauern von Tragstrukturen abgeschätzt werden können. Die Weiterentwicklung zielt darauf ab, erstens die vorhandenen Daten möglichst umfassend zu nutzen, zweitens den Nutzen von zusätzlichen Messdaten zu untersuchen und drittens die Unsicherheit in den Extrapolationen quantifizieren zu können.
Forschende
Prof. Dr.-Ing. habil.
Raimund Rolfes
Universität Hannover/ForWind
TP III.3
Standortbezogene Bewertung der Restlebensdauer von Rotorblättern durch datengestützte Finite Elemente-Modellierung
Das Verständnis der realen Belastungs- und Umgebungsbedingungen ist entscheidend für die Analyse der tatsächlichen Leistungsfähigkeit (Lebensdauer) des Blattes. Eine Herausforderung in diesem Zusammenhang ist die begrenzte Verfügbarkeit lokaler Beanspruchungsdaten für die Neubewertung der Lebensdauer des Blattes unter realen Betriebsbedingungen.
Hier bietet das „Reallabor Wind“ die einmalige Gelegenheit, Daten des SHM-Systems für eine reale und lokal aufgelöste Ermüdungsanalyse unter Verwendung eines generischen FE-Modells des Rotorblatts zu nutzen, um die standortspezifischen Ursachen der Schadensentwicklung zu ermitteln.
Forschende
Dr.-Ing. Sven Scheffler
Universität Hannover/ForWind