Wie kann die Leistungselektronik in einem Windrad rechtzeitig und planbar gewartet werden? Das Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) der Universität Bremen arbeitet und forscht an dieser Frage in einem vom Bund finanzierten Projekt gemeinsam mit drei mittelständischen Unternehmen aus dem Norden.
Beteiligt sind die Windrad Engineering GmbH aus Bad Doberan, die WindGuard Certification GmbH aus Varel und die FREQCON GmbH aus Walsrode. Das Verbundprojekt mit dem genauen Titel „Herstellerunabhängiges Retrofitting und Restlebensdauerbewertung der Leistungselektronik von Windenergieanlagen mit doppeltgespeistem Asynchrongenerator“, kurz „WEA-Retrofit“, wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über einen Zeitraum von drei Jahren mit 1,1 Millionen Euro gefördert.
Stark abweichende Belastungen
Die Lebensdauer der Leistungselektronik in Windenergieanlagen wird entscheidend durch die tatsächlich durchlebten Belastungen bestimmt, denen die Elektronik im rauen Alltag einer Windenergieanlage ausgesetzt ist. Sie muss sowohl die Belastungen aus dem Wind, Wechselwirkungen verschiedener leistungselektronischer Systeme untereinander als auch die Belastungen aus dem Netz ertragen. Selbst bei Anlagen, die sich innerhalb ein und desselben Windparks befinden, können diese stark voneinander abweichen. Welche Belastungen die Leistungselektronik einer Windenergieanlage tatsächlich erfährt, ist folglich noch unbekannt. Eine vorausschauende Reparaturplanung, Bereitstellung von Spezialisten und Ersatzteilen ist folglich derzeit noch nicht möglich.
Ablauf des Projektes und Partner
In einem ersten Schritt sollen die Ausfallursachen der Leistungselektronik von Windenergieanlagen durch umfangreiche hochauflösende Messungen ergründet werden. Der Projektpartner WindGuard Certification GmbH unterstützt die Forscher der Universität Bremen mit Expertenwissen bei der Vermessung der Netzeigenschaften. Das Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) der Universität Bremen erarbeitet als Mitglied im Zentrum für Windenergieforschung (ForWind) der Universitäten Bremen, Hannover und Oldenburg zusammen mit der Windrad Engineering GmbH spezielle Messsysteme. Die erarbeiteten Online-Modelle zur Bestimmung der Restlebensdauer der Leistungselektronik sollen dann vom Projektpartner FREQCON GmbH in die Steuerung eines Kompensationsumrichters als Funktionsmuster integriert werden. Hierdurch ist eine Nachrüstung von über zehn Jahre alten Anlagen unter Vermeidung einer erneuten Anlagenzertifizierung möglich. Die während der Messkampagne generierten Messdaten und Auswertungen werden darüber hinaus den Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Bremerhaven zur Verfügung gestellt, um erstmalig einen Datenpool mit hochaufgelösten Messdaten von Windenergieanlagen in Deutschland zu etablieren.
