Präzision im Prüfstand

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Windenergie - Der größte Drehmomentsensor für Windkraftmessungen, der je an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig kalibriert worden ist, ist in einen Teststand in Aachen eingebaut worden.

23. März 2018
Präzision im Prüfstand
Der Aachener Prüfstand mit der Forschungsgondel der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. auf der rechten Seite und dem PTB Drehmomentsensor zwischen den beiden gelben Flanschen. Bild: Physikalisch-Technische Bundesanstalt & Rheinisch-Westfälische Hochschule Aachen

Mithilfe dieses neuen Transfernormals konnte ein neuer Kalibrierablauf getestet werden, der die Präzision aus der PTB in die Aachener Anlage übertragen soll. Das Ganze findet im Rahmen eines internationalen Projektes statt, an dem mehrere nationale Metrologieinstitute und mehrere Teststandbetreiber beteiligt sind. Mithilfe der Ergebnisse aus der großangelegten Messkampagne wollen die Wissenschaftler zum einen die Genauigkeit herkömmlicher Drehmomentmessungen bestimmen und zum anderen eine allgemeingültige Vorgehensweise empfehlen, damit alle Prüfstände von präzisen Messungen profitieren können. So kommt am Ende die Verbesserung bei den Windkraftanlagen und nicht zuletzt beim Stromkunden an.

Das neue Transfernomal wiegt 1,8 Tonnen. An seiner Entwicklung, der Kalibrierung und dem aufwendigen Einbau waren alleine in der PTB nicht nur Experten für Windkraftmessungen, sondern auch IT-Fachleute sowie der Wissenschaftliche Gerätebau beteiligt. Die Dimension des Projektes ist so groß wie der Einsatz der Windkraft: Immer mehr und immer komplexere Anlagen werden gebaut. Damit wachsen auch die Anforderungen an die nötigen Messungen.

Damit neu entwickelte Komponenten und Maschinen für Windkraftanlagen effizient und zuverlässig arbeiten, sind viele Tests notwendig. Bisher werden dazu Prototypen unter realen Bedingungen beobachtet. Diese Feldmessungen dauern meist sehr lange, da alle normalen Einsatzmöglichkeiten der Anlagen abgewartet werden müssen.

Um sich vom Wind unabhängig zu machen, sind in den letzten Jahren weltweit mehrere große Gondelprüfstände errichtet worden. Dazu werden einzelne Komponenten wie Getriebe und Generator oder auch die gesamte Gondel dem künstlichen Wind ausgesetzt: Ein Motor sorgt für die Rotation, hydraulische Systeme ahmen Winddruck einschließlich Böen nach. Durch die Nähe zum Boden sind viel detailliertere Messungen möglich als bei Feldmessungen.

Erschienen in Ausgabe: 01/2018