Versuchsstand für skalierte Windenergieanlagen (HAWT / VAWT)

Seit November 2016 entsteht am Stiftungslehrstuhl für Windenergietechnik in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Meerestechnik ein Versuchsstand zur Messung der Leistung und Bestimmung der Wirkungsgrade skalierter Windenergieanlagen (WEA). Dabei sollen cp(λ)-Kurven verschiedener Rotorkonzepte am großen Unterschall-Windkanal der Universität Rostock aufgenommen und ausgewertet werden. Darüber hinaus ist der Versuchsstand mit einem an moderne WEA angelehnten elektrischen System ausgestattet, welches eine bessere Vergleichbarkeit der erzeugten Messwerte mit entsprechenden Parametern realer WEA ermöglicht.

Mechanisches Grundkonzept

Ausbaustufe 1:
Aufbau eines Versuchsstandes für direktgetriebene WEA mit vertikaler Drehachse (VAWT – „Vertical Axis Wind Turbine“)

CAD-Modell des Versuchsstands.
CAD-Modell des Versuchsstands für direktgetriebene WEA mit vertikaler Drehachse (VAWT).

Ausbaustufe 2:
Erweiterung des in Ausbaustufe 1 realisierten Versuchsstandes mit dem Ziel auch WEA mit horizontaler Drehachse (HAWT – „Horizontal Axis Wind Turbine“) testen zu können.

Elektrisches Grundkonzept

  • Geregelter Generatorbetrieb des Servoantriebs
  • Drehzahl- und Drehmomentregelung (incl. Erfassung der Drehzahl)
  • Direkte Erfassung des Gesamtdrehmoments über separaten Sensor (nicht im Bild)
  • Abführen der generierten elektrischen Leistung über einen im Frequenzumrichter (FU) integrierten Brems-Chopper
  • Zusammenführung und Aufbereitung aufgenommener Messwerte (Drehmoment, Drehzahl, Windgeschwindigkeit, Temperatur usw.) mittels eines leistungsfähigen Messverstärkers
  • Bedienungsfreundliche Steuerungs- und Auswertesoftware
  • Messsystem mit hohen Genauigkeitsanforderungen
Schaltplan des elektrischen Grundkonzeptes des Versuchsstand.
Schaltplan des elektrischen Grundkonzeptes des Versuchsstand.