{"id":2210,"date":"2023-03-29T12:15:10","date_gmt":"2023-03-29T12:15:10","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=2210"},"modified":"2026-01-12T13:57:39","modified_gmt":"2026-01-12T13:57:39","slug":"gondelpruefungen-fuer-kuenftige-windenergieanlagen-was-bringt-die-zukunft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/gondelpruefungen-fuer-kuenftige-windenergieanlagen-was-bringt-die-zukunft\/paul-robert-feja","title":{"rendered":"Gondelpr\u00fcfungen f\u00fcr k\u00fcnftige Windenergieanlagen \u2013 Was bringt die Zukunft?"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a id=\"_msocom_1\"><\/a>Autoren: Paul Robert Feja, Muhammad Omer Siddiqui<br><br>In den letzten Jahren konnte man ein schnelles Gr\u00f6\u00dfenwachstum sowohl der Onshore- wie auch der Offshore-Windenergieanlagen (WEA) beobachten. Gleichzeitig w\u00e4chst der Wettbewerb in der gesamten Windindustrie, wobei WEA-Hersteller darauf abzielen, ihr Produkt so schnell wie m\u00f6glich auf den Markt zu bringen. Erfolgreiche und schnelle Pr\u00fcfungen f\u00fcr Prototypen sind hier entscheidend. Der Grund daf\u00fcr? Nun, die Pr\u00fcfungen stellen sicher, dass die notwendige Produktzuverl\u00e4ssigkeit erreicht wird und helfen, die Produkte schnellstm\u00f6glich auf den Markt zu bringen.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-verbesserung-der-gegenwartigen-methodik\"><strong>Verbesserung der gegenw\u00e4rtigen Methodik!<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Feldmesskampagnen sind der klassische Weg, komplette WEA zu testen, und sind f\u00fcr eine Typenzertifizierung zwingend vorgeschrieben. Eine vollst\u00e4ndige Zertifizierungskampagne dauert aber normalerweise mehrere Jahre. Diese lange Zeit stellt einen signifikanten Kostenfaktor in der Entwicklung der Windenergieanlagen dar und ist entscheidend f\u00fcr die Produkteinf\u00fchrungszeit. Daher wurden in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte bei der Suche nach Alternativen zu klassischen<a> <\/a>Feldtests erzielt, was zur Entwicklung mehrerer <a href=\"https:\/\/www.iwes.fraunhofer.de\/de\/testzentren-und-messungen\/gondelpruefung.html#2\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde<\/a> weltweit f\u00fchrte. Diese Einrichtungen bieten Pr\u00fcfm\u00f6glichkeiten auf Systemebene f\u00fcr die vollst\u00e4ndige Gondel. Ein Ziel dabei ist, realit\u00e4tsnahe Lasten in mehreren Freiheitsgraden aufzupr\u00e4gen, vergleichbar mit den Belastungen der Triebstrangkomponenten im Betrieb der WEA. Man muss nicht mehr auf ideale Windbedingungen warten &#8211; der Pr\u00fcfstand kann die gew\u00fcnschten Windbedingungen wie ben\u00f6tigt nachbilden!<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-veranderung-ist-gut\"><strong>Ver\u00e4nderung ist gut!<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Gondelpr\u00fcfungen auf Systemebene sind ein ziemlich neuer Ansatz im Vergleich zu anderen Aspekten der WEA-Validierung. Neben ihrer Hauptverwendung wurden Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde auch eingesetzt, um neue Methoden der Drehmomentmessung und der Effizienzbestimmung des Antriebsstrangs zu entwickeln [1]&nbsp;[2], sowie f\u00fcr die Entwicklung und Validierung neuartiger Triebstrang- und Generatortechnologien [3]. Auch wenn Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde aufgrund physikalischer Limitierungen Feldmesskampagnen nicht vollst\u00e4ndig ersetzen k\u00f6nnen, stellen sie doch eine Alternative dar, um zertifizierungsrelevante Pr\u00fcfungen durchzuf\u00fchren und so die Anzahl der notwendigen Feldtests zu reduzieren. Das Ziel des <a href=\"https:\/\/www.iec.ch\/technical-committees-and-subcommittees\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">IEC Technical Committee 88<\/a> ist es, einheitliche Pr\u00fcfabl\u00e4ufe f\u00fcr Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde zu spezifizieren und Systemanforderungen an einen Gondelpr\u00fcfstand sowie Pr\u00fcf- und Messverfahren zu definieren. Es ist zu erwarten, dass in der nahen Zukunft Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde mit Hardware-in-the-Loop (HiL)-Systemen einen wesentlichen Beitrag zur elektrischen Zertifizierung von WEA leisten werden.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-machen-wir-sie-immer-grosser\"><strong>Machen wir sie immer gr\u00f6\u00dfer?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der sich beschleunigende Trend hin zu immer gr\u00f6\u00dferen WEA und h\u00f6heren Nennleistungen hat die Anforderungen an existierende Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde erh\u00f6ht. Viele von ihnen sind bereits heute zu klein (oder werden es bald sein), um die wachsenden Lastanforderungen bei Pr\u00fcfungen gr\u00f6\u00dferer WEA zu erf\u00fcllen. Bisher wurden neue und gr\u00f6\u00dfere Pr\u00fcfst\u00e4nde gebaut, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Allerdings ist dieser fortgesetzte Trend m\u00f6glicherweise keine nachhaltige L\u00f6sung. Einige der vorhersehbaren Herausforderungen f\u00fcr zuk\u00fcnftige Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde sind beispielsweise:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Akzeptable Pr\u00fcfkosten<\/li>\n\n\n\n<li>Aufbringen von hochdynamischen Lasten und Drehmomenten im Bereich von mehreren MNm mit hoher Genauigkeit und dynamischer Bandbreite<\/li>\n\n\n\n<li>Sicherstellen einer zuverl\u00e4ssigen Testdurchf\u00fchrung und der Stabilit\u00e4t der Regelung f\u00fcr das integrierte System mechanischer Komponenten und der komplexen elektrischen Regelung w\u00e4hrend der HiL-Pr\u00fcfungen.<br><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"624\" height=\"343\" src=\"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Diagramm-Paul-und-Omer.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2205\" srcset=\"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Diagramm-Paul-und-Omer.png 624w, https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Diagramm-Paul-und-Omer-400x220.png 400w\" sizes=\"auto, (max-width: 624px) 100vw, 624px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Abbildung 1: Entwicklungstrend der Gondelpr\u00fcfeinrichtungen \u00fcber die Jahre, \u00a9Fraunhofer IWES\/Muhammad Omer Siddiqui <\/em>[4]<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-unsere-bereits-vorhandenen-moglichkeiten-optimal-nutzen\"><strong>Unsere bereits vorhandenen M\u00f6glichkeiten optimal nutzen<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Unserer Meinung nach werden intelligente L\u00f6sungen zur Erweiterung der Einsatzm\u00f6glichkeiten existierender Gondelpr\u00fcfst\u00e4nde und zur Maximierung ihres Nutzens f\u00fcr die Pr\u00fcfung zuk\u00fcnftiger WEA ben\u00f6tigt: beispielsweise durch Verbesserung und Optimierung der schon vorhandenen Infrastrukturen anstelle des Neubaus. Die neuesten Entwicklungen und der erfolgreiche Einsatz der kombinierten Anwendung von physikalischen Tests mit Simulationen in Automobil-, Bahn- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie sind vielversprechend. Das Vorbild anderer Industriebranchen und Versuche mit der kombinierten Verwendung physikalischer und simulativer Pr\u00fcfverfahren k\u00f6nnen dabei helfen, L\u00f6sungen f\u00fcr einige der aktuellen Herausforderungen f\u00fcr Gondelpr\u00fcfungen zu finden. Wir glauben, dass eine m\u00f6gliche L\u00f6sung in der Kombination von physikalischen und virtuellen Pr\u00fcfkonzepten liegt, um das Leistungsverm\u00f6gen des Pr\u00fcfstands zu erweitern. Diese Art des \u201ahybriden Testens\u2018 kann dabei helfen, Pr\u00fcfkosten zu reduzieren. In unserem n\u00e4chsten Blogartikel werden wir das Konzept des hybriden Pr\u00fcfens n\u00e4her vorstellen.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-quellen\"><strong>Quellen<\/strong>:<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[1] H. Zhang und M. Neshati, \u201eAn effective method of determining the drive-train efficiency of wind turbines with high accuracy,\u201c <em>Journal of Physics: Conference Series, <\/em>2018.<br>[2] H. Zhang, J. Wenske, A. Reuter und M. Neshati, \u201eProposals for a practical calibration method for mechanical torque measurement on the wind turbine drive train under test on a test bench,\u201c <em>Wind Energy, <\/em>Bd. 23, Nr. 4, pp. 1048-1062, 2020.<br>[3] H. Kyling, N. Eich und P. Feja, \u201eMeasuring MNm torques as part of a prototype testing campaign of a high-temperature superconducting generator for wind turbine application in the scope of the Ecoswing project,\u201c <em>Journal of Physics: Conference Series, <\/em>Bd. 1222, 2019.<br>[4] M. O. Siddiqui, P. R. Feja, P. Borowski, H. Kyling, A. R. Nejad und J. Wenske, \u201eWind Turbine Nacelle Testing: State-of-the-Art and Development Trends,\u201c <em>[Manuscript submitted for publication], <\/em>2023.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-mehr-informationen-hier\"><strong>Mehr Informationen hier:<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"Mehr Ertrag durch intelligente Betriebsf\u00fchrung\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Windparkoptimierung: Mehr Ertrag durch intelligente Betriebsf\u00fchrung<\/a><br><a href=\"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/vereinte-windenergie-kompetenzen-fuer-virtuelle-turbinenmodelle\/marcus-wiens\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Vereinte Windenergie-Kompetenzen f\u00fcr virtuelle Turbinenmodelle<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Autoren: Paul Robert Feja, Muhammad Omer Siddiqui In den letzten Jahren konnte man ein schnelles Gr\u00f6\u00dfenwachstum sowohl der Onshore- wie auch der Offshore-Windenergieanlagen (WEA) beobachten. 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Er studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen mit dem Schwerpunkt erneuerbare Energien. Seit 2015 ist er am Fraunhofer IWES t\u00e4tig, wo er bisher an der globalen Modellentwicklung und Simulation von Windenergieanlagen arbeitet. 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