Konstruktion von Windenergieanlagen (Master)

Inhalt der Veranstaltung

In dieser Veranstaltung soll die Vorgehensweise bei der Entwicklung neuer Windenergieanlagen (kurz: WEA) in der Industrie und die dabei verwendeten technischen Konzepte erläutert werden. Kenntnisse und Kompetenzen in folgenden Themenbereichen werden vermittelt: Aufbau und Funktionsweise von WEA; Verständnis der Vorgehensweise bei der Entwicklung und Konstruktion der WEA; tiefergehende Kenntnisse im Bereich der maschinenbaulichen Konstruktion; Gestaltung, Dimensionierung und Nachweis einzelner Komponenten; Praktische Konzeptkonstruktion einer WEA mit CAD-System.

In der Konstruktionsübung wird die Konzeptkonstruktion einer WEA mit Getriebe durchgeführt.

Gliederung der Vorlesung

Einführung und Grundlagen

• WEA Grundkonzepte
• Überblick über WEA und Hauptkomponenten
• Der Triebstrang (Gesamtaufbau, Anforderungen, Dynamik, Nachweis)
• Vorgehensweise bei der Entwicklung und Konstruktion (Anforderungen, Lastenheft, Pflichtenheft, virtuelle Entwicklung, virtueller Prototyp, Lasten, Zertifizierung, Fertigungstiefe, Hersteller, Lieferanten, Prototyp, Produktion)
• Allgemeine Anforderungen (Transportmaße, Maschinenrichtlinie)
• Offshore-Windenergie

Strukturbauteile im Triebstrang

• Materialien
• Herstellungsverfahren
• Nabe (jeweils, Spezifikation, Anforderungen, Konstruktionskonzepte, Lasten, Nachweis)
• Maschinenträger
• Hauptwelle
• Gondelhülle und weitere Komponenten (schnelle Welle)

Lagerungskonzepte und Lager

• Hauptlager
• Pitchlager
• Yawlager

Getriebe

• Getriebekonzepte
• Spannsatz
• Drehmomentabstützung
• Schleifring, Durchleitung in Nabe

Schraubverbindungen zwischen Strukturbauteilen

• Blattanschluss
• Welle/Nabe
• Hauptlagergehäuse
• Turmkopf

Aktuatoren, Haltesysteme, etc.

• Yawsystem
• Pitchsystem
• Mechanische Bremse
• Kühlung, Heizung, etc.
• Kühlsystem
• Hydraulik
• Abdichtung der Gondel gegen Staub und Aerosole

Turm

• Turmkonzepte und -strukturen
• Turminneneinbauten