Windenergie

Erweiterte Lebensdaueranalyse für Windenergieanlagen

Ziel des Projektes der Germanischen Lloyd Windenergie GmbH ist es, einen erweiterten Betriebsfestigkeitsnachweis (BF-Nachweis) zur Lebensdauerprognose von Windenergieanlagen(WEA)-Komponenten zu entwickeln. Durch dieses neue wirtschaftliche Verfahren lassen sich die Potentiale zur Erhöhung der Anlagensicherheit und der Kostenoptimierung durch Leichtbau besser nutzen. 

 

Zusammenfassung

WEA werden von Generation zu Generation größer und leistungsfähiger. Dies geht einher mit der Optimierung ihrer Komponenten und deren Zusammenwirken. Das Forschungsvorhaben hat die Absicht, einen BF-Nachweis zu entwickeln, der den Informationsgehalt simulierter bzw. gemessener Lasten besser als bisher nutzt und Neuerungen, wie den Leichtbau, berücksichtigt.

Die Projektbeteiligten vergleichen Berechnungen mit gemessenen Beanspruchungen, um schließlich sinnvolle Vereinfachungen für das Berechnungsverfahren der BF daraus abzuleiten.

So entsteht ein kostengünstiges Verfahren zur Bauteile-Lebensdauervorhersage, welches die Anlagensicherheit und die Kostenoptimierung verbessert und gezieltere Wartungsmaßnahmen ermöglicht als bisher.

Die Autoren der einzelnen Beiträge konzentrieren sich auf einige kritische Bauteile und halten folgende Ergebnisse fest:

 

Schraubverbindungen:

  • Die Beanspruchung von Schrauben steigt durch Imperfektionen beim Verschweißen stark an. Klaffungen, die nicht gänzlich geschlossen werden können, sind inakzeptabel und sollen bei der Montage mit Futterblechen behoben werden.

 

Geschraubte Flanschverbindungen, Maschine:

  • Eine Berechnung der Schraubverbindungen kann mit Finite Element Modellen (FEM) oftmals mit vergleichbarem Aufwand wie nach Richtlinie VDI2230 aber mit genaueren Ergebnissen durchgeführt werden.

 

Geschraubte Flanschverbindungen, Turm:

  • Der Nachweis von L-Flanschverbindungen wird um die Berechnung von Imperfektionen an Stahlrohrtürmen erweitert.

 

Gussstrukturen:

  • Für den BF-Nachweis semiduktiler Gussstrukturen besitzen die Normalspannungshypothese und die Methode der kritischen Schnittebene eine gute Übereinstimmung.
  • Verfahren unter Anwendung des ASME-Codes zeigen unrealistische Ergebnisse.
  • Kerben führen dazu, dass Spannungskonzentrationen in eine Richtung gelenkt werden und somit die Multiaxialität verringern.

 

Geschweißte Verbindungen:

  • Das Nachweiskonzept IIW erscheint geeigneter als das Konzept der lokalen Bezugsspannungen im Eurocode3.

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Forschungsvorhaben ELA - Erweiterte Lebensdaueranalyse für Windenergieanlagen

Projektnummer: 0329860

Projektzeitraum: 1999 - 2002

Projektort: Deutschland (Hamburg)

Projektansprechpartner:

Herr Dalhoff

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+49 (0) 40 36149-702

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)