2017 Kleinprojekt

Pitch it! – Konzeptstudie zu einer neuartigen Rotorblattlagerung für Windenergieanlagen mit individueller Pitch-Regelung

Im Rahmen dieser Studie wurde die prinzipielle Machbarkeit einer neuartigen Rotorblattlagerung für Windenergieanlagen geprüft. Diese Rotorblattlagerung soll den Einsatz der individuellen Pitch-Regelung (IPC) zur Reduzierung der Ermüdungsbelastung bei höchster Betriebssicherheit und Lebensdauer ermöglichen.

Gesamtentwurf der Rotorblattlagerung in Explosionsdarstellung (Quelle M. Jüttner, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Konstruktionstechnik (KTmfk))
(Bildnachweis: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Lehrstuhl für Konstruktionstechnik (KTmfk))

Der extensive Einsatz von individuellen Pitch-Regelung (IPC) geht bislang mit der Unsicherheit möglicher Blattlagerschäden einher. Dieses Problem, das auf kleine Schwenkwinkel bei der IPC zurückzuführen ist, ergibt sich aus den Wälzkontakten, die bei den typischerweise verwendeten Wälzlagern auftreten. Um dieses Problem zu umgehen, wird die Verwendung eines Festkörpergelenks (FG) vorgeschlagen, das einen bestimmten Bewegungsumfang ausschließlich durch elastische Verformung realisieren kann. Das Konzept sieht eine Kombination eines Festkörpergelenks mit einer konventionellen Lagerung, vorzugsweise Gleitlagerung, vor.

Im Rahmen des Projekts wurde eine Methodik zur Dimensionierung des oben genannten FG erarbeitet. Hierbei wurden die Belastungen, insbesondere der erforderliche elastische Drehwinkel des FG, ermittelt. Anschließend wurde ein vielversprechendes Design für das FG gewählt und an die spezifischen Anforderungen von IPC angepasst. Dadurch wurde erfolgreich ein erstes Konzept der neuartigen Lagereinheit für eine 3-Blatt-Windturbine mit einer Leistung von ca. 3,6 MW entwickelt.

Insbesondere der entstandene Gesamtentwurf, als ein wichtiges Ergebnis der Studie, zeigt die prinzipielle Machbarkeit des Konzepts. Abschließend wurden weitere Gestaltungsmöglichkeiten diskutiert, die der Weiterentwicklung des Konzepts dienen können.

 

Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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Projektleitung
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Lehrstuhl für Konstruktionstechnik (KTmfk)
Projektpartner
eolotec GmbH