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Prüfstand für Windkraftanlagen-Gondeln von R&D Test Systems simuliert Offshore-Windbedingungen

Windkraftanlagen-Gondeln
Der „HALT XL“-Prüfstand für die Simulation extremer Windbedingungen weist die Eignung von Windkraftanlagen-Gondeln für Offshore-Anwendungen nach. (Bilder: R&D Test Systems)

Windkraftanlagen-Gondeln der nächsten Generation für härteste Windbedingungen testen

Das dänische Entwicklungsunternehmen R&D Test Systems hat den weltweit größten und leistungsstärksten HALT-Prüfstand (Highly Accelerated Lifetime Testing – Hochbeschleunigte Lebensdauerprüfungen) für Windkraftanlagen-Gondeln entwickelt und an das dänische Testzentrum Lindø Offshore Renewables Centre (LORC – Lindø Gondelprüfanlage) ausgeliefert, das sich auf Tests und Validierung für Windkraftanlagen spezialisiert hat. Als Antwort auf die wachsende Nachfrage nach Strom aus erneuerbaren Energiequellen kann der neue Prüfstand die nächste Generation größerer Windkraftanlagen aufnehmen und nachweisen, dass diese in der Lage sind, unter extremen Offshore-Bedingungen zuverlässig zu arbeiten.

Windkraftanlagen-Gondeln

Der neue Prüfstand „HALT XL“ ist der größte und leistungsfähigste auf dem Markt. Er ist auf einem 30 Meter langen Betonsockel montiert (siehe Bild), verfügt über einen 25-Megawatt-Antriebsmotor mit einem Durchmesser von 15 Metern und kann ein Kippmoment von 85 Mio. Newtonmetern liefern. Damit kann der Prüfstand die härtesten Windbedingungen simulieren. Wenn Prototyp-Windkraftanlagen vordefinierten HALT-Tests unterzogen werden, können die Hersteller die Zuverlässigkeit genau beurteilen und die Zeit bis zur Marktreife erheblich verkürzen.

In wenigen Monaten 20 Jahre Betriebszeit simulieren

„Wir mussten einen Prüfstand entwickeln, der die Prototypen von Windkraftanlagen in nur sechs bis acht Monaten den Witterungsbedingungen für eine Betriebszeit von 20 Jahren aussetzt“, sagt Sascha Heinecke, Sales Director, R&D Test Systems.

„Grundsätzlich besteht unsere Aufgabe darin, die Prototypen so stark wie möglich zu beanspruchen. HALT XL kann zum Beispiel ein dynamisches Biegemoment von 85 Meganewtonmeter simulieren: Das entspricht ein Zugkraft von 67 Mittelklasse-Pkw, die am Ende eines 100 Meter langen Rotorblatts hängen“, erklärt Torben Lorentzen, CEO von LORC.

Notwendiger Ersatz für Feldtests

„Feldversuche von Windenkraftanlagen, insbesondere wenn sie für den Offshore-Einsatz vorgesehen sind, werden immer weniger praktikabel. Mit HALT-Prüfungen können Hersteller jedoch sicherstellen, dass ihre Prototypen den geltenden Normen entsprechen. Außerdem erhalten sie so einen entscheidenden Einblick, wie ihre neue Technologie auf die Bedingungen auf See reagieren wird“, erklärt Heinecke.

Der „HALT XL“-Prüfstand bei LORC nutzt ein abgestuftes Belastungstest-Verfahren, bei dem Prototypen verschiedenen beschleunigten Belastungen ausgesetzt werden, um die physikalischen Grenzen eines Designs zu ermitteln und die Zuverlässigkeit des Produkts festzustellen. Die Prototypen können in nur 3 Prozent der Zeit allen Belastungen ausgesetzt werden, die während einer 20-jährigen Lebensdauer zu erwarten sind. Dabei können Schwachstellen und Ausfallmechanismen ermittelt werden.

Zuverlässiger Betrieb wird immer wichtiger

Da die Zeit bis zur Marktreife von Hochleistungs-Windkraftanlagen immer kürzer wird, wird der Nachweis eines zuverlässigen Betriebs immer wichtiger: Nicht nur, um Energieunterbrechungen zu minimieren, sondern auch, weil es aufgrund der schlechten Erreichbarkeit von Offshore-Windparks kostenintensiv ist, Störungen zu beheben. Daher sind HALT-Tests ein fester Bestandteil der Entwicklungs- und Wertschöpfungskette von Offshore-Windkraftanlagen.

„Die nächste Generation von Windenergieanlagen wird bereits in der Entwicklungs- und Prototypenphase intensiv getestet werden müssen. Das ist nicht nur notwendig, sondern auch eine Investition, die Millionen von Euro einsparen kann“, so Heinecke abschließend.

Tests zum frühestmöglichen Zeitpunkt bieten dem Hersteller die Möglichkeit, seine Entwicklung früher und zu minimalen Kosten zu validieren.

www.rd-as.com

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