Verifizierung und Validierung aeroelastischer Codes (OC5 / OC6)
Um eine sichere und optimierte Auslegung von Windenergieanlagen zu gewährleisten, werden hochspezialisierte Simulationstools eingesetzt. Diese unterliegen einer ständigen Weiterentwicklung entsprechend der aktuellsten wissenschaftlichen Erkenntnisse. Wesentliche Bestandteile bei der Entwicklung und Verbesserung von Simulationsprogrammen bilden deren Verifizierung und Validierung. Verifizierung beschreibt hierbei den Vergleich der Simulationsergebnisse verschiedener Simulationsprogramme untereinander, während die Validierung dem Abgleich von Simulationsergebnissen mit realen Daten aus Messungen dient.
Zur Unterstützung der Verifizierung und Validierung moderner aeroelastischer Codes ist der Lehrstuhl für Windenergietechnik seit 2016 Teil der internationalen Offshore Code Comparison Collaboration. In diesem Zusammenhang nahm der Lehrstuhl für Windenergietechnik mit dem Programm SiWEC am OC5-Projekt teil. Auch im daran anschließenden Projekt OC6 ist der Lehrstuhl für Windenergietechnik einer der aktiven Teilnehmer. Die OCx-Projekte bestehen jeweils aus mehreren Phasen und sind eingebettet in die Forschungsprojekte des International Energy Agency Wind Technology Collaboration Programms (IEA Wind TCP).
Für Rückfragen zu diesem Projekt steht Ihnen Herr Paul Schünemann gern zur Verfügung.
OC5 steht für Offshore Code Comparison Collaboration Continuation, with Correlation (OC5). Neben der Universität Rostock wirkten noch 28 weitere Partner aus 12 Ländern an diesem Projekt mit. Hauptziele von OC5 waren:
- Beurteilung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Simulationsergebnissen
- Identifizierung und Überprüfung der Möglichkeiten und Grenzen der Simulationsprogramme
- Untersuchung und Verfeinerung von Analysemethoden
- Identifizierung von zukünftigen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben im Bereich aeroelastischer Codes
OC5 bestand aus drei Phasen, wobei der Lehrstuhl für Windenergietechnik mit Beginn der Phase III in das Projekt eingestiegen ist. In dieser Phase wurden Messdaten einer in der Nordsee installierten Windenergieanlage für die Validierung von Simulationstools verwendet. Hierbei handelt es sich um eine 5MW-Anlage des Typs REpower 5M, die auf einem von OWEC Tower hergestellten Jacket im ersten deutschen Offshore-Windpark alpha ventus installiert ist. Im Rahmen der RAVE-Initiative (Research at Alpha Ventus) wurde diese vor der Installation mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, sodass für das OC5-Projekt umfangreiche Messdaten über Lasten, Verformungen und Beschleunigungen an vielen Punkten entlang der Struktur zur Verfügung standen. Die Projektlaufzeit der Phase III lief von Januar 2017 bis Januar 2019.
Ein herzlicher Dank geht an Senvion S.A. und OWEC Towers AS für die Bereitstellung der notwendigen Daten zur Modellierung der betrachteten Anlage in den Simulationstools, sowie an NREL und IWES für die Organisation und Koordination des OC5-Projektes.
OC6 steht für Offshore Code Comparison Collaboration, Continued, with Correlation and unCertainty. Neben dem Lehrstuhl für Windenergietechnik wirken noch mehr als 15 weitere internationale Partner an dem Projekt mit. Das OC6-Projekt läuft über vier Jahre (2019-2023) und unterteilt sich in vier Phasen mit verschiedenen Schwerpunkten:
Phase I: Validierung der nichtlinearen hydrodynamischen Lasten auf Gründungsstrukturen schwimmender Windenergieanlagen (inklusive einer auf CFD ausgerichteten Validierungskampagne auf Komponentenebene)
Phase II: Entwicklung und Verifizierung eines erweiterten Boden-Struktur-Interaktion-Modells für Monopiles
Phase III: Validierung der aerodynamischen Lasten auf den sich stark bewegenden Rotor einer schwimmenden Windenergieanlage
Phase IV: Benchmark und Validierung von Methoden zur Kombination von Potentialströmungsmodellen und Modellen viskoser hydrodynamischer Lasten für neuartige schwimmende Windenergieanlagen
Weitere Informationen und Ergebnisse gibt es auf den Seiten der IEA Wind und unter: https://a2e.energy.gov/projects/oc6