Im hochinnovativen Grosslagerprüfstand Beat6.1 werden beim Fraunhofer IWES Rotorblattlager mit 3 – 6.5 m Durchmesser für Offshore-Windenergieanlagen getestet. ©Bild: FI/IWES, Ulrich Perrey

Rotorblattlager erfolgreich getestet: Prüfstand des Fraunhofer IWES beweist sich im Regelbetrieb

(FI/IWES) Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES absolvierte auf dem Lagerprüfstand in Hamburg eine erfolgreiche Testreihe zur beschleunigten Prüfung von Rotorblattlagern. Im Rahmen von Forschungs- und Industrieprojekten wurden Lager in dynamischen Dauertests getestet, um deren Zuverlässigkeit zu steigern und Erkenntnisse über Verschleissursachen zu erlangen. Die Tests der ersten Lager waren erfolgreich: Die vom Fraunhofer IWES entwickelte Testmethode sowie der Prüfstand haben sich damit bewährt. Das Institut kann in einem beschleunigten Testverfahren wertvolle Erkenntnisse über Schadensmechanismen aufzeigen, die künftige Entwicklungskosten mindern und Ertragsausfälle reduzieren können.


Die beschleunigte Prüfung von Rotorblattlagern im Rahmen von Forschungs- und Industrieprojekten am Fraunhofer IWES verlief erfolgreich. Bei dieser Prüfung wird die Lasteinleitung mittels sechs Hydraulikzylindern des Prüfstands Beat6.1 (Bearing Endurance and Acceptance Test) mit bis zu 50 Meganewtonmeter (MNm) statische Last auf ein Lager übertragen. Der Prüfstand bildet zudem auch die Bewegungen einer Windenergieanlage im Betrieb nach – mit den einhergehenden Lastwechseln. Diese beschleunigte Prüfung kann so die Lasten aus 20 Betriebsjahren in nur vier bis sechs Monaten nachbilden. Seit der Inbetriebnahme im Mai 2019 hat das Fraunhofer IWES unterschiedliche Lagertypen für eine 7.5-MW-Windenergieanlage getestet.

Konzentration auf Individual Pitch Control
Im Forschungsprojekt Hapt (Highly Accelerated Pitch Bearing Test) konzentrierte sich das Institut bei den Dauertest der Rotorblattlager vor allem auf den Einsatz von IPC (Individual Pitch Control). IPC ist eine Massnahme zur Lastenreduktion für Windenergieanlagen, die die Lasten an den einzelnen Rotorblättern aneinander angleicht und so die Lasten reduziert, die auf die Struktur der WEA wirken. Die Testergebnisse der ersten Lager haben gezeigt: das Verschleissverhalten kann am Prüfstand erfolgreich nachgebildet werden.

»Während der Tests konnten wir nachweisen, dass die Lasteinleitung mit einer dynamischen Genauigkeit von 0.1 Prozent arbeitet. Auch unser Dauerlaufkonzept konnten wir erfolgreich abprüfen. Zudem haben wir wertvolle Erkenntnisse über die Entwicklung von Verschleiss in Blattlagern gewonnen, die einen Verschleiss vermeiden können «, sagt Matthias Stammler, Senior Engineer am Fraunhofer IWES. „Die Prüfung der Rotorblattlager der ersten Industrieprojekte haben lagerspezifische Problemstellungen aufgezeigt, die unseren Kunden wertvolle Erkenntnisse über Schadensmechanismen liefern. Damit können künftige Entwicklungskosten gemindert und Ertragsausfälle reduziert werden.“

T-Solid-Lager im Vergleich mit Vierpunktlagern
Das Fraunhofer IWES Prüfkonzept wird laufend optimiert und erweitert. So testet das Institut in einem nächsten Schritt eine neuartige Lagerart: sogenannte T-Solid-Lager. „T-Solid-Lager weisen eine höhere Ermüdungslebensdauer gegenüber Vierpunktlagern auf. Wir freuen uns darauf, diese Bauart nun im Vergleich mit Vierpunktlagern einem Verschleissdauerlauf zu unterziehen und so die Betriebseignung zu überprüfen“, erklärt Hubertus Frank, Bereichsleiter Technik, IMO Unternehmensgruppe.

Text: Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

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