Messung der Beanspruchung von Windenergieanlagen
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Messung der Beanspruchung von Windenergieanlagen nach internationalen Normen und akkreditierten Verfahren – für belastbare technische Bewertungen und sichere Betriebsführung.
Die durch WIND-consult angebotene Bestimmung der Belastungen von Windenergieanlagen erfolgt entsprechend folgender Vorgaben:
- IEC 61400-13 „Measurement of mechanical loads“
- Die Vorgaben in „Richtlinie für die Zertifizierung von Windkraftanlagen“ des Germanischen Lloyds
- „Richtlinie für Windkraftanlagen: Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung“ des Deutschen Instituts für Bautechnik.
An der Windenergieanlage werden mit Dehnungsmessstreifen die Biege- und Torsionsmomente am Turm, an der Hauptwelle und am Blatt sowie die Querbeschleunigung der Gondel erfasst. Zusätzlich erfolgt die Messung der meteorologischen Größen Windgeschwindigkeit und -richtung (in Nabenhöhe), Lufttemperatur, Luftdruck und Niederschlag sowie der Anlagenparameter Wirkleistung, Status, Pitchwinkel, Rotordrehzahl und -position und Azimutwinkel.
Die Erfassung der meteorologischen und Anlagengrößen erfolgt unter Berücksichtigung der Vorgaben der:
- IEC 61400-12-1:2005
Wind turbines – Part 12-1: Power performance measurement of electricity producing wind turbines - DIN EN 61400-12-1:2005
Windenergieanlagen – Teil 12-1: Messung des Leistungsverhaltens einer Windenergieanlage
Die normgerecht applizierten Messbrücken werden mittels Shunt beziehungsweise definierter Last kalibriert. Die eingesetzten Windgeber sind nach der MEASNET – Richtlinie im Windkanal kalibriert, und alle anderen Sensoren werden mit DAkkS-kalibrierten Referenzgeräten abgeglichen. Ebenso erfolgt eine Kalibration aller Eingänge des Datenerfassungsgerätes mit DAkkS-kalibrierten Signalgebern.
Die Daten werden im automatischen Messbetrieb mit Abtastraten größer 25 Hz erfasst und als 10-Minuten-Dateien im Speicher des Messcomputers abgelegt. Anschließend werden die Daten automatischen und visuellen Plausibilitätsschecks unterzogen.
Im Ergebnis der Datenanalyse werden Listendateien geschrieben, die die Datenreihen entsprechend Windgeschwindigkeitsklasse (Klassenbreite: 1 m/s), Turbulenzintensitätsklasse (Klassenbreite: 2%), Windrichtungssektor (Auswertesektor) und der Statussignale klassifizieren.
Anhand der Listendateien erfolgt die Auswahl der für die Ermittlung der Belastungsspektren verwendeten Datenreihen. Die Capture-Matrix gibt einen Überblick über die Anzahl der verfügbaren Datenreihen in den Windgeschwindigkeits- und Turbulenzintensitätsklassen.
Zur Ermittlung der Belastungsspektren werden die Momentenverläufe nach dem Rain-Flow-Verfahren (Amplituden-Mittelwert-Klassierung) klassiert.
Die Spektren der Windgeschwindigkeitsbins werden, falls erforderlich, auf die festgelegte Turbulenzintensität extrapoliert und anschließend auf Lebensdauer hochgerechnet.
Das Ergebnis der Untersuchungen sind die 1Hz-Äquivalent-Lasten.
