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Forscher präzisieren Riesen-Drehmomentsensor für die Windkraft

Braunschweig – Mit immer größeren und komplexeren Windenergieanlagen wachsen auch die Anforderungen hinsichtlich der Präzision von Drehmoment-Messungen. In einem internationalen Projekt wollen Forscher nun sämtlichen Prüfständen exaktere Messungen ermöglichen.

Wissenschaftler haben an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) einen großen Drehmomentsensor kalibriet und so ein neues Transfernormal geschaffen. Mit diesem Transfernormal können wiederum anderen Test- und Messinstrumente kalibriert werden. Die Messpräzision der Bundesanstalt und weiterer Institute kann so auf anderen Anlagen übertragen werden.

Höhere Präzision für Aachener Windenergie-Teststand
In einem Windenergie-Teststand in Aachen wurde der größte Drehmomentsensor eingebaut, der jemals an der PTB in Braunschweig kalibriert wurde. Mithilfe dieses neuen Transfernormals konnte ein Kalibrierablauf getestet werden, der die Präzision aus der PTB in die Aachener Anlage übertragen soll. An der Entwicklung, Kalibrierung und dem Einbau des neuen Transfernormals, das 1,8 Tonnen wiegt, waren unter anderem Experten aus den Bereichen Windkraftmessungen und dem wissenschaftlichem Gerätebau sowie IT-Fachleute beteiligt

Neues Transfernormal stellt Präzisions-Übertragung sicher
Die Kalibrierung findet im Rahmen des EU-Forschungsprojektes „MN ? m Torqu“ statt, an dem mehrere nationale Metrologieinstitute und mehrere Teststandbetreiber beteiligt sind. Nach diesem ersten erfolgreichen Einsatz des neuen Transfernormals wird im weiteren Verlauf des Projektes jetzt detailliert untersucht, wie sich die Rotation und die zusätzlichen Windlasten auf die Drehmomentmessung auswirken. Ziel ist es, einen genaueren Einblick in die Technik und die Messunsicherheit des Teststands zu erhalten. Durch die Präzisionsverbesserung können Windenergieanlagen weiter optimiert werden.

In einem Best-Practice Guide soll zudem die Durchführung von Teststandkalibrierungen und der Einsatz von Transfernormalen beschrieben werden. Die vorhandene Präzision verschiedener nationaler Institute soll so in die Prüfstände zu übertragen werden. Das entwickelte Transfernormal steht auch nach dem Projekt für Messungen zur Verfügung.

Europaweite Kooperation von Testständen und Mess-Instituten
Das Projekt dreijährige „MN ? m Torqu“ wurde im Herbst 2015 gestartet und ist direkt auf Gondelprüfstände im Windenergie-Sektor zugeschnitten. Es wird vom EMPIR-Programm gefördert, das über das Rahmenprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union sowie von den teilnehmenden Staaten finanziert wird. Für das Projekt haben sich drei Teststand-Betreiber, das Center for Wind Power Drives der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen, das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und das nationale Zentrum für erneuerbare Energien in Spanien, mit vier nationalen Metrologieinstituten aus Deutschland, Spanien, Tschechien und Finnland, zusammengetan.

Präzisere Messungen ermöglichen Optimierung von Windenergieanlagen
Bei der Entwicklung neuer Windenergieanlagen und Komponenten sind vielerlei Tests und Messungen für die Zuverlässigkeit und Effizienz erforderlich. Statt unter realen Bedingungen Feldmessungen an Prototypen durchzuführen, werden immer mehr Einzeltests in großen Gondelprüfständen durchgeführt. Diese sind vom Wind unabhängig und erlauben aufgrund ihrer Nähe zum Boden sehr viel detailliertere Messungen als im Feld. Je präziser die Messungen, desto weiter kann die Anlage optimiert werden, so das PTB.

© IWR, 2017


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29.11.2017

 



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