Der Aachener Prüfstand mit der Forschungsgondel auf der rechten Seite und dem Drehmomentsensor zwischen den beiden gelben Flanschen. ©Bild: PTB und RWTH

PTB: Grösster Drehmomentsensor verbessert Drehmoment-Messung bei Windkraftanlagen

(ee-news.ch) Neuentwickelte Komponenten und Maschinen für Windkraftanlagen müssen umfassend getestet werden. Bisher werden dazuFeldmessungen an Prototypen unter realen Bedingungen durchgeführt. Um sich vom Wind unabhängig zu machen, entstehen immer mehr grosse Gondelprüfstände, bei denen die Anlagen künstlichem Wind ausgesetzt werden. Bei rotierenden Anlagen ist das Drehmoment meist der wichtigste Messwert.


Denn das Drehmoment sorgt für die Bewegung. In den hochkomplexen Prüfständen sind solche Messungen derzeit noch nicht gut genug, um allen Anforderungen zu genügen. Hier setzt das EU-Forschungsprojekt „MN * m Torque“ an. An ihm sind mehrere nationale Metrologieinstitute und mehrere Teststandbetreiber beteiligt. Anhand der Ergebnisse aus der grossangelegten Messkampagne wollen die Wissenschaftler zum einen die Genauigkeit herkömmlicher Drehmomentmessungen bestimmen und zum anderen eine allgemeingültige Vorgehensweise empfehlen, damit alle Prüfstände von präzisen Messungen profitieren können. So soll am Ende die Verbesserung bei den Windkraftanlagen und nicht zuletzt beim Stromkunden ankommen.

Bereichsübergreifendes Projekt
Der grösste Drehmomentsensor, der je an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) kalibriert worden ist, wurde nun in einen Teststand in Aachen eingebaut. Mithilfe dieses neuen Transfernormals konnte ein neuer Kalibrierablauf getestet werden, der die Präzision aus der PTB in die Aachener Anlage übertragen soll. Das neue Transfernormal wiegt 1.8 Tonnen. An seiner Entwicklung, der Kalibrierung und dem aufwendigen Einbau waren alleine in der PTB nicht nur Experten für Windkraftmessungen, sondern auch IT-Fachleute sowie der Wissenschaftliche Gerätebau beteiligt.

Nach diesem ersten erfolgreichen Einsatz des neuen Transfernormals wird im weiteren Verlauf des internationalen Projektes jetzt detailliert untersucht, wie sich die Rotation und die zusätzlichen Windlasten auf die Drehmomentmessung auswirken; Ziel ist ein genauer Einblick in die Technik und die Messunsicherheit des Teststands. Ausserdem wird ein Best Practice Guide erstellt, in dem die Durchführung von Teststandkalibrierungen und der Einsatz von Transfernormalen im MN * m-Bereich beschrieben wird. Das entwickelte Transfernormal steht auch nach dem Projekt für Messungen zur Verfügung. Für das Projekt haben sich drei Betreiber von Testzentren – das Center for Wind Power Drives der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen, das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik und das nationale Zentrum für erneuerbare Energien in Spanien – haben sich mit vier nationalen Metrologieinstituten – aus Deutschland, Spanien, Tschechien und Finnland – zusammengetan.

Text: ee-news.ch, Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

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