Ansprechpartner:
Dipl.-Ing.(FH) T. Kleinselbeck
Dipl.-Ing.(FH) R. Lieckfeldt
B.Eng. R. Weiß
Die durch WIND-consult angebotene Bestimmung der Belastungen von Windenergieanlagen erfolgt entsprechend der IEC 61400-13 „Measurement of mechanical loads“ und den Vorgaben in „Richtlinie für die Zertifizierung von Windkraftanlagen“ des Germanischen Lloyds und „Richtlinie für Windkraftanlagen: Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung“ des Deutschen Instituts für Bautechnik.
An der Windenergieanlage werden mit Dehnungsmessstreifen die Biege- und Torsionsmomente am Turm, an der Hauptwelle und am Blatt sowie die Querbeschleunigung der Gondel erfasst. Zusätzlich erfolgt die Messung der meteorologischen Größen Windgeschwindigkeit und -richtung (in Nabenhöhe), Lufttemperatur, Luftdruck und Niederschlag sowie der Anlagenparameter Wirkleistung, Status, Pitchwinkel, Rotordrehzahl und -position und Azimutwinkel.
Die Erfassung der meteorologischen und Anlagengrößen erfolgt unter Berücksichtigung der Vorgaben der IEC 61400-12-1:2005 Wind turbines-Part 12-1: Power performance measurement of electricity producing wind turbines (DIN EN 61400-12-1:2005 Windenergieanlagen-Teil 12-1: Messung des Leistungsverhaltens einer Windenergieanlage).
Die normgerecht applizierten Messbrücken werden mittels Shunt beziehungsweise definierter Last kalibriert. Die eingesetzten Windgeber sind nach der MEASNET – Richtlinie im Windkanal kalibriert, und alle anderen Sensoren werden mit DAkkS-kalibrierten Referenzgeräten abgeglichen. Ebenso erfolgt eine Kalibration aller Eingänge des Datenerfassungsgerätes mit DAkkS-kalibrierten Signalgebern.
Die Daten werden im automatischen Messbetrieb mit Abtastraten größer 25 Hz erfasst und als 10-Minuten-Dateien im Speicher des Messcomputers abgelegt. Anschließend werden die Daten automatischen und visuellen Plausibilitätsschecks unterzogen. Im Ergebnis der Datenanalyse werden Listendateien geschrieben, die die Datenreihen entsprechend Windgeschwindigkeitsklasse (Klassenbreite: 1 m/s), Turbulenzintensitätsklasse (Klassenbreite: 2%), Windrichtungssektor (Auswertesektor) und der Statussignale klassifizieren. Anhand der Listendateien erfolgt die Auswahl der für die Ermittlung der Belastungsspektren verwendeten Datenreihen. Die Capture-Matrix gibt einen Überblick über die Anzahl der verfügbaren Datenreihen in den Windgeschwindigkeits- und Turbulenzintensitätsklassen.
Zur Ermittlung der Belastungsspektren werden die Momentenverläufe nach dem Rain-Flow-Verfahren (Amplituden-Mittelwert-Klassierung) klassiert. Die Spektren der Windgeschwindigkeitsbins werden, falls erforderlich, auf die festgelegte Turbulenzintensität extrapoliert und anschließend auf Lebensdauer hochgerechnet. Das Ergebnis der Untersuchungen sind die 1Hz-Äquivalent-Lasten.
Zusätzlich werden besondere Betriebszustände detailliert untersucht, wie z.B. Start-Stopp-Vorgänge (Die Abbildung zeigt den Verlauf des Torsionsmoments der Hauptwelle bei einem Bremsvorgang.), Generatorumschaltungen, Notstopps, u.s.w.