abgeschlossene Promotionen & Habilitationen
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Ganzheitliche dynamische Antriebsstrangbetrachtung von Windenergieanlagen unter Verwendung modularer Simulationsmodelle
Art der Abschlussarbeit
Dissertation
Autoren
- Schulze, Tobias
Betreuer
- Prof. Dr.-Ing. Berthold Schlecht
Abstract
Im letzten Jahrzehnt ist ein bedeutender Aufschwung bei der Nutzung
regenerativer Energieressourcen zu beobachten. Insbesondere die
Nutzung der Windenergie führte nicht nur zu einer größeren Anzahl von
Anlagen auf dem Lande, sondern auch zur Steigerung der Leistung der
einzelnen Anlage und der Ausdehnung der Standorte aufs offene Meer.
Die immensen Leistungssteigerungen wurden stets dadurch realisiert,
dass der gesamte Antriebsstrang und alle anderen Komponenten auf die
neue Größe skaliert wurden. Damit ging aber ein stetiger Anstieg der
gesamten Turmkopfmasse einher. Daraus resultieren die aktuellen
Bemühungen zu leichteren Konstruktionen für Struktur und Antriebsstrang.
Es fehlt hierfür ein ausgeglichenes Gesamtsimulationsmodell für
Windenergieanlagen, welches alle betroffenen Teildisziplinen
(Aerodynamik, Antriebstrangdynamik, Strukturdynamik, elektrische
Phänomene und Anlagenregelung) in vergleichbarer Modelltiefe verbindet.
Der Gedanke der Systemsimulation, welcher in der Raumfahrttechnik
entwickelt und in der Automobilbranche konsequent umgesetzt worden
ist, muss seine Fortführung bei der Entwicklung neuer Windenergieanlagen
finden. Nur eine ganzheitliche Analyse aller relevanten Baugruppen kann
zur Ermittlung der vielfältigen Schadensursachen im Antriebsstrang der
Windturbinen führen und diese in Zukunft vermeiden.
regenerativer Energieressourcen zu beobachten. Insbesondere die
Nutzung der Windenergie führte nicht nur zu einer größeren Anzahl von
Anlagen auf dem Lande, sondern auch zur Steigerung der Leistung der
einzelnen Anlage und der Ausdehnung der Standorte aufs offene Meer.
Die immensen Leistungssteigerungen wurden stets dadurch realisiert,
dass der gesamte Antriebsstrang und alle anderen Komponenten auf die
neue Größe skaliert wurden. Damit ging aber ein stetiger Anstieg der
gesamten Turmkopfmasse einher. Daraus resultieren die aktuellen
Bemühungen zu leichteren Konstruktionen für Struktur und Antriebsstrang.
Es fehlt hierfür ein ausgeglichenes Gesamtsimulationsmodell für
Windenergieanlagen, welches alle betroffenen Teildisziplinen
(Aerodynamik, Antriebstrangdynamik, Strukturdynamik, elektrische
Phänomene und Anlagenregelung) in vergleichbarer Modelltiefe verbindet.
Der Gedanke der Systemsimulation, welcher in der Raumfahrttechnik
entwickelt und in der Automobilbranche konsequent umgesetzt worden
ist, muss seine Fortführung bei der Entwicklung neuer Windenergieanlagen
finden. Nur eine ganzheitliche Analyse aller relevanten Baugruppen kann
zur Ermittlung der vielfältigen Schadensursachen im Antriebsstrang der
Windturbinen führen und diese in Zukunft vermeiden.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Auslegung und schwingungstechnische Optimierung von Antriebssystemen (u.a. Nutzung von Torsionsschwingungsprogrammen und Mehrkörpersimulationsprogrammen)
Berichtsjahr
2007