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POWER & ENERGY

Windenergie der nächsten Generation

Immer mehr Länder ersetzen fossile Brennstoffe durch regenerative Energien wie Wind. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut für Wind- und Energiesysteme der Technischen Universität Dänemark (DTU) konzentrieren sich daher auf die Optimierung des Wirkungsgrads von Windturbinen.

Detaillierte Analyse des Last- und Versagensverhaltens
Ein zentraler Aspekt dieser Forschung ist die Auslegung, Herstellung und Prüfung von Rotorblättern. Dabei steht die Analyse des Belastungs- und Versagensverhaltens im Vordergrund, welches entscheidend für die Lebensdauer und die Planung von Wartungsintervallen ist. Das Institut verfügt über umfangreiche Versuchsanlagen zur Analyse von Rotorblättern, um insbesondere Faktoren zu identifizieren, die zu Schäden führen, sowie ihr Verhalten unter extremen Belastungen zu untersuchen. Die Ergebnisse sind nicht nur für die Optimierung der Konstruktion und Fertigung von größter Bedeutung, sondern geben auch Aufschluss über strukturelle Veränderungen, die im Laufe der Zeit eintreten.

At DTU Risø campus, newly developed rotor blades undergo thorough testing in extensive and advanced facilities.

Ein wesentlicher Aspekt dieser Forschung ist die Erstellung von digitalen Zwillingen – virtuelle Nachbildungen der Rotorblätter, die deren jeweiligen Zustand über den gesamten Lebenszyklus veranschaulichen. Damit sind die Forscher in der Lage, Zustand und Leistung der Rotorblätter kontinuierlich zu überwachen. Für genaue Messungen setzt die DTU auf moderne optische Messsysteme. Diese Technologien ermöglichen eine schnelle und präzise Analyse großer Prototypen und tragen damit zur Verbesserung der F&E-Prozesse bei.

Mehr zur Qualitätssicherung für den Windsektor
Flexible and mobile use of the TRITOP 3D coordinate measuring machine

3D-Messung großer Objekte
ZEISS TRITOP ist ein optisches Photogrammetriesystem, das die Geometrie der Rotorblätter erfasst. Das System besteht aus einer tragbaren Digitalkamera und Kalibrierobjekten. Nach dem Anbringen codierter und uncodierter Messpunkte am Rotorblatt werden mit der Kamera Bilder rund um das Messobjekt aufgenommen. Aus ihnen wird eine 3D-Referenzpunktewolke erzeugt. Dieses System eignet sich sowohl für unverformte als auch für verformte Rotorblätter und erlaubt die einfache Auswertung von 3D-Koordinaten mit der Inspektionssoftware ZEISS INSPECT.

Kim Branner, Head of Section Structural Design & Testing, Technical University of Denmark (DTU), Wind & Energy Systems

„Die Systeme und die Software von ZEISS helfen uns, den Grad der Abweichung zwischen den von uns verwendeten Modellen und der realen Erprobung der betreffenden Strukturen zu messen. Damit können wir unsere Modelle erheblich verbessern.“

Kim Branner
Head of Section Structural Design & Testing, Technische Universität Dänemark, Wind & Energy Systems 

High-precision ZEISS 3D scanning system ARAMIS 1 featuring dual cameras and an array of blue LED lights.

Hochauflösende 3D-Verformungs- und Bewegungsanalyse

ZEISS ARAMIS 1 ist der Einstieg in die Welt der optischen 3D-Messung von Verformungen und Bewegungen. Das System liefert Messdaten aus Bildern und Videos und bietet eine präzise, flexible und effiziente Methode zur Messung von Dehnung, Verschiebung, Vibration und Beschleunigung. Seine breit gefächerten Anwendungsgebiete reichen von der wissenschaftlichen Materialforschung bis hin zu industriellen F&E-Abteilungen. Durch das berührungslose Messverfahren von ZEISS ARAMIS 1 können problemlos zahlreiche Messpunkte gleichzeitig erfasst werden.

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Attaching the measuring points to the rotor blade.

ARAMIS – Hochauflösende Deformationsanalyse von Rotorblättern
Nachdem die Referenzpunkte mit dem Photogrammetriesystem aufgenommen wurden, kommt ZEISS ARAMIS ins Spiel. Das hochauflösende optische 3D-Messsystem für vollflächige und punktbasierte Messungen verwendet die Referenzpunkte zur automatischen Transformation von 3D-Koordinaten, 3D-Verschiebungen, Oberflächendehnungen und anderer Einzelmessungen. Für die lückenlose Erkennung von Verformungen an großen Objekten werden mehrere Systeme miteinander verknüpft und synchronisiert. Diese umfassende Datenerfassung ist unverzichtbar, um die Integrität und Leistung der Rotorblätter zu beurteilen.

Wegbereiter für die Windenergie

Die Forschungen der DTU ermöglichen ein tieferes Verständnis der Rotorblattdynamik und sind von größter Bedeutung für zukünftige Innovationen in der Windenergie. Durch den Einsatz innovativer Messtechnologien gestaltet die DTU die Konstruktion und Produktion von Windkraftanlagen immer effizienter.

Wasserstofftechnologie in Gasturbinen

Auf dem Weg in eine nachhaltige Energiezukunft spielt Wasserstoff eine vielversprechende Rolle in der Gasturbinentechnologie. Erfahren Sie mehr über die Herausforderungen der H2-Kompatibilität und die Gewährleistung von Qualität und Zuverlässigkeit bei der Turbinenherstellung. 

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