Vorgehen

Vorgehen

Das Forschungsprojekt LeiTu gliedert sich in die vier Phasen der Analyse, der Synthese, der Implementierung und der Validierung.

Ziel der Analysephase war, die Beanspruchungsarten und Belastungsgrößen auf WEA zu ermitteln. Zusätzlich wurde eine Übersicht über den Stand der Technik der WEA-Herstellung, speziell der Turmfertigung, erstellt. Aufbauend auf diesen Kenntnissen wurde ein Belastungsprofil abgeleitet, in dem das Eigengewicht und die angreifenden Windbelastungen für eine Referenzanlage definiert wurden.

In der Synthesephase wurde auf Basis des Belastungskollektivs einer Referenzanlage ein Modell entworfen, das die Steifigkeit des Turms in Korrespondenz mit dem angreifenden Belastungsprofil beschreibt. Die Entwicklung von Leichtbaukonzepten für die Konstruktion und Auslegung der WEA-Türme stellte den wichtigsten Arbeitspunkt dieser Projektphase dar. Der Schwerpunkt der Konzeptentwicklung lag in der Untersuchung der möglichen Leichtbaustrukturen und der Betrachtung der belastungsgerechten Auslegung der Konzepte hinsichtlich Steifigkeit und Lastaufnahme. Hierbei wurden die recherchierten Leichtbaukonzepte aus der Analysephase auf ihre Eignung für WEA-Türme untersucht und an den Bewertungskriterien bemessen. Die Kriterien Masse und Fertigung des Leichtbaukonstrukts stellten das Argument für die Auswahl favorisierter Konstruktionsansätze dar. Es wurden drei Konstruktionsansätze als Vorauswahl festgelegt.

In der Implementierungsphase wurden die drei ausgewählten Konstruktionsansätze im CAD-Programm Creo Parametric umgesetzt und durch iterative Simulationsschleifen unter Variation der Konstruktionsparameter anhand der Bewertungskriterien Gewichtsreduktion und Belastungsgerechtigkeit optimiert. Die drei Konstruktionsansätze wurden schließlich anhand der auftretenden Spannungen und Verformungen sowie der Gewichtsreduktion bewertet und das bestgeeignete Konzept ausgewählt.

Drei mögliche Konstruktionsansätze für Leichtbau-Windenergieanlagen.

Drei mögliche Konstruktionsansätze für Windenergie-Anlagen.

 

Abschließend wurde dieses Konzept in der Validierungsphase als vollständiger Turm mit 90 m Nabenhöhe im CAD-Programm Creo Parametric erstellt und anhand der realen Belastungen einer Anlage strukturmechanisch untersucht.

Auf einen Blick: Die Vorgehensweise beim Projekt LeiTu.

Auf einen Blick: Die Vorgehensweise beim Projekt LeiTu.