2019-08-01  –  2023-04-30

425.459,36 EUR

WRD Wobben Research and Development GmbH, Aurich, Niedersachsen

0325719E

Windenergieanlagenentwicklung, F&E [EB1210]

01186964/1  –  IndiAnaWind - Interdisziplinäre Analyse und Optimierung von Windenergieanlagen und ihren Komponenten

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

IndiAnaWind befasst sich mit den Themen Analyse und Optimierung der Gesamtanlage und deren Komponenten unter Berücksichtigung der Disziplinen Aerodynamik, Aeroakustik, Struktur, Regelung sowie Gelände. Aus industrieller Sicht ist die stärkere Nutzung hochgenauer numerischer Berechnungsmethoden bei der Entwicklung zukünftiger Multimegawatt-Anlagen wichtig, um eine zuverlässigere Vorhersage der standortspezifischen Lastcharakteristiken zu ermöglichen und den im Vergleich zu bisherigen Anlagenentwürfen deutlich abweichenden Entwurfsanforderungen von Schwachwindauslegungen gerecht zu werden. Bei diesen Anlagen ist es notwendig, dickere Profile, u.a. mit stumpfer Hinterkante (Flatback), deren aerodynamische und akustische Eigenschaften wenig erforscht sind, über große Bereiche des Blattes zu nutzen. In AP1 soll die Simulationsfähigkeit unter Berücksichtigung der o.g. Disziplinen demonstriert werden und zwar auf Ebene des zu diesem Zeitpunkt technisch Machbaren. Dafür wird eine Gesamtanlage unter realen Anströmbedingungen im komplexen Gelände Strömung-Struktur-gekoppelt und unter Berücksichtigung des Regelverhaltens zeitgenau simuliert, wobei auch die Aeroakustik berücksichtigt wird. In AP2 werden hochwertige Validierungsdaten für die Modellbildung aus skalenauflösenden Verfahren erzeugt. Die Anwendungsfälle kommen hierfür aus AP3, in dem einzelne Blattkomponenten, die im Blattentwurf nur unzureichend berücksichtigt werden können, isoliert parametrisch untersucht werden. Außerdem werden 3 Profilschnitte mit großer relativer Dicke im NWB vermessen. In AP4 wird die algorithmische Seite der Optimierung adressiert. Für den Generator mit komplexer Parametrik und Strömungstopologie wird der Ansatz der Multi-Fidelity-Modellierung untersucht. Darüber hinaus wird auf Ebene der BEM geprüft, inwieweit der Prozess der Anlagenauslegung im Hinblick auf Verfahrensunsicherheiten optimiert werden kann. Außerdem wird ein Flatback-Profil mit der Adjungierten-Methode untersucht.