PreciWind

Präzises Messsystem zur berührungslosen Erfassung und Analyse des dynamischen Strömungsverhaltens von Rotorblättern von Windkraftanlagen

Die Grenzschichtströmung aerodynamischer Profile an Rotorblättern von Windkraftanlagen ist instationär, da die Strömungsbedingungen wie Windgeschwindigkeit, Turbulenzgrad und Anstellwinkel je nach Position des Rotorblatts während einer Umdrehung des Rotors variieren. Dieses dynamische Verhalten beeinflusst die aerodynamischen Eigenschaften des Profils und damit die Effizienz der Energieerzeugung der gesamten Windkraftanlage.

Stand der Technik für eine nicht-invasive Messung der Grenzschichtströmung an Rotorblättern von Windenergieanlagen im Betrieb ist die thermographische Strömungsvisualisierung. Im Vergleich zum Stand der Technik, der invasive Präparationen der Blattoberfläche vorsieht, nutzt die thermografische Strömungsvisualisierung den Effekt unterschiedlicher Oberflächentemperaturen aufgrund unterschiedlicher Wärmeübergangskoeffizienten in der Grenzschicht für eine berührungslose Unterscheidung der Strömungszustände. Bislang visualisiert das Messsystem nur statische Strömungsphänomene durch einzelne Momentaufnahmen des Rotorblattes im Betrieb. Daher ist eine Weiterentwicklung der bestehenden Messtechnik notwendig, die eine Untersuchung des dynamischen Strömungsverhaltens ermöglicht.

Ziel des Projekts PreciWind ist es daher, ein neues gleichlaufendes Messsystem zu entwickeln, das es dem Kamerasystem ermöglicht, der Bewegung des Rotorblatts zu folgen. Auf diese Weise wird jeder radiale Abschnitt des Rotorblattes während einer Umdrehung des Rotors kontinuierlich beobachtet. Dies ermöglicht eine detaillierte Messung des dynamischen Strömungsverhaltens in der Grenzschichtströmung sowie des dynamischen Strukturverhaltens aufgrund der sich ändernden Strömungsbedingungen, die auch unterschiedliche Strukturbelastungen mit sich bringen.

Laufzeit:01.01.2020-31.12.2022
Fördergeber:BMWK - Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen:03EE3013D