Härtetest für Offshore-Windenergieanlage im Labor

Wenn es stürmt, schaltet sie bei Bedarf die Anlage ab oder entscheidet sofort, wie die Rotorblätter eingestellt sein müssen, um die beste Energieausbeute zu erreichen. Forscher testen die Steuerung mit einem robusten Simulationssystem in Echtzeit. Dieses wird vom 8. bis 12. April auf der Hannover-Messe (Halle 13, Stand C10) vorgestellt.

Unter realen Bedingungen prüfen Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel das komplexe Regelungssystem von Windenergieanlagen im Labor, bevor diese beispielsweise in Offshore-Anlagen eingebaut werden. So lassen sich in Soft- und Hardware Fehler finden und beheben, bevor die Anlage aufwändig installiert wird.

»Unsere virtuelle Windenergieanlage gaukelt dem Steuerungsrechner vor, dass sie eine realen Anlage regelt. Wir können hier am Institut jede erdenkliche Umgebung nachstellen, je nachdem, was die Hersteller planen und testen möchten.

Der Vorteil unseres Systems gegenüber bestehenden Lösungen ist ein besonderer Modellierungsansatz, der sichere und zuverlässige Echtzeitsimulationen ermöglicht«, erklärt Dr.-Ing. Boris Fischer, Wissenschaftler am IWES.

Die Windenergieanlage und die vom Hersteller verwendeten Hard- und Softwaremodule sind sehr unterschiedlich. Die Forscher passen den Simulator an die jeweiligen Anforderungen an. Nicht nur die Steuerung, sondern auch der elektrische Generator oder Systeme zur Rotorblattverstellung können sich dem Realitätstest stellen.

Ein weiterer Vorteil des Systems: Bevor Windenergieanlagen in Betrieb gehen dürfen, werden sie von Zertifizierungsstellen auf Herz und Nieren überprüft. Alle vorgeschriebenen Parameter müssen stimmen, alle Richtlinien müssen eingehalten werden. Das System ermöglicht, dies mittels automatischer Testläufe zu überprüfen. So lässt sich der Zertifizierungsprozess wesentlich beschleunigen.

Dazu nutzen die Forscher einen Desktop Computer für die Organisation der Testläufe und um die Ergebnisse darzustellen und zu dokumentieren sowie einen Industrie-PC für die Echtzeitsimulation und die Signalerfassung.