Intelligente Verbindungselemente für Tragstrukturen und Antriebsstrang von Windenergiekonvertern


Kurzbeschreibung des Gesamtvorhabens

Im Verbundprojekt inVETra wird ein innovatives Condition Monitoring System (CMS) basierend auf einem neuartigen Sensorkonzept für den Einsatz in Windenergiekonvertern (WEK) entwickelt. Die Kerninnovation liegt einerseits in der Entwicklung einer Sensorschraube, bei der genormte Schrauben als Sensorträger zum Einsatz kommen und mit einem Messwandler sowie einer Auswerteelektronik ausgestattet sind und andererseits in dem dynamisch nachgeführten CMS.

Als ohnehin elementares Verbindungselement werden die Sensorschrauben in den WEK-Tragstrukturen sowie Antriebs­strang­komponenten integriert. Dabei werden gezielt an geeigneten Messstellen Schraubverbindungen durch Sensorschrauben substituiert. Diese liefern hochaufgelöste Abbilder der einwirkenden Kräfte, welche mithilfe des speziell für die Sensorik konzipierten CMS neben der direkten Schraubüberwachung vor allem detaillierte Rückschlüsse auf die resultierenden Belastungskollektive sowie den Zustand einzelner betriebskritischer Tragstruktur- und Antriebsstrangkomponenten gibt.

Ein dynamisches Modell der kompletten Anlage wird auf Basis der erfassten Zustandsgrößen kontinuierlich nachgeführt und adaptiert. Hierdurch stehen dynamische Beobachterstrukturen zur Verfügung, die mit den hochaufgelösten Daten der intelligenten Verbindungselemente sowie vorliegender Messdaten der Windverhältnisse und des Netzzustandes, die entstehenden Belastungskollektive bestimmen und rekonstruieren. Die adaptiven Modell- und Beobachterstrukturen des CMS ermöglichen eine frühzeitige Detektion von Ausfällen sowie eine Abschätzung der Restlebensdauer der Anlage und ihrer Komponenten. Durch Einsatz der intelligenten Verbindungselemente mit hochdynamischem und systemübergreifendem CMS wird insgesamt ein längerer, wartungsarmer und kosteneffizienter Anlagenbetrieb erzielt. In diesem Teilvorhaben wird das innovative CMS konzipiert, umgesetzt und durch kleinmaßstäbliche Versuche validiert.

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Partner


Fraunhofer IWES




Florian Schleich
Am Schleusengraben 22, 21029 Hamburg
Tel. +49 (0) 160 99264997
florian.schleich (at) iwes.fraunhofer.de


Sensorise





Dr. Cord Winkelmann
Fahrenheitstraße 1, 28359 Bremen
Tel. +49 (0) 421 220 834 0
cord.winkelmann (at) sensorise.de



PEINER




René Tomasch
Woltorfer Straße 20-24, 31224 Peine
Tel. +49 (0) 5171-545 219
r.tomasch (at) peiner-ut.de


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Eckdaten

Zuwendungsgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Gesamtvorhaben Intelligente Verbindungselemente in Tragstrukturen und Antriebsstrang von Windenergiekonvertern
Teilvorhaben Konzipierung und Realisierung eines neuartigen Condition Monitoring Systems basierend auf intelligenter Verbindungselemente
Förderkennzeichen 03EE3042A
Konsortium Ruhr-Universität Bochum, Institut für Energiesystemtechnik und Leistungsmechatronik (Konsortialführer)
Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES
Sensorise GmbH
PEINER Umformtechnik GmbH
Vorhabenlaufzeit Sep. 2021 bis Aug. 2024
Gesamtbudget 1,6 Mio. EUR

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Meldungen und Links

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Weiterführende Links

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Kontakt










Ansprechperson: Dr.-Ing. Johnny Chhor


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