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DampedWEA - Innovative Konzepte zur Schwingungs- und Geräuschreduktion getriebeloser Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Adaptronische Maßnahmen zur Verringerung der tonalen Schallemission an Windenergieanlagen

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Messtechnische Erfassung der Evaluationsdaten

Die zukünftigen Leichtbaukonzepte haben einen starken Einfluss auf das vibro-akustische Verhalten des Fahrzeuges. Sie beeinflussen maßgeblich das Übertragungsverhalten der Fahrzeugstruktur in Bezug auf globale und lokale Karosseriesteifigkeiten, Masseverteilungen sowie leichtbaukonforme Schalldämmung und -dämpfung. Daher nimmt die Beurteilung und Beeinflussung der Fahrzeugakustik und des Fahrzeugschwingungsverhaltens in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses einen immer höheren Stellenwert ein. Gleichzeitig sollen bis 2020 nach den durch die Europäische Union definierten CO2-Richtlinien Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Stand von 1990 um mindestens 20 % reduziert werden. Eine signifikante Reduktion des Energiebedarfs und somit der Emissionen von Kraftfahrzeugen kann durch die Verringerung der Fahrzeugmasse erreicht werden. Das Potenzial einer Gewichtsreduktion durch Leichtbaumaterialien hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs liegt bei ca. 5-10 %. Bereits mit einer Reduktion der Fahrzeugmasse um 100 kg kann eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs um ca. 0,35 l pro 100 km - über verschiedene Fahr-zustände auf Basis des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) - erreicht werden. Eine Möglichkeit den Zielkonflikt zwischen Leichtbauanforderungen und vibro-akustischem Verhalten aufzulösen bietet die Adaptronik. Für die Auslegung adaptronischer Maßnahmen wird eine leistungsfähige Simulationsumgebung benötigt, die in diesem Projekt entwickelt werden Komponenten soll.

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Massive parallele Berechnung und Big Data-Plattform

Die zukünftigen Leichtbaukonzepte haben einen starken Einfluss auf das vibro-akustische Verhalten des Fahrzeuges. Sie beeinflussen maßgeblich das Übertragungsverhalten der Fahrzeugstruktur in Bezug auf globale und lokale Karosseriesteifigkeiten, Masseverteilungen sowie leichtbaukonforme Schalldämmung und -dämpfung. Daher nimmt die Beurteilung und Beeinflussung der Fahrzeugakustik und des Fahrzeugschwingungsverhaltens in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses einen immer höheren Stellenwert ein. Gleichzeitig sollen bis 2020 nach den durch die Europäische Union definierten CO2-Richtlinien Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Stand von 1990 um mindestens 20 % reduziert werden. Eine signifikante Reduktion des Energiebedarfs und somit der Emissionen von Kraftfahrzeugen kann durch die Verringerung der Fahrzeugmasse erreicht werden. Das Potenzial einer Gewichtsreduktion durch Leichtbaumaterialien hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs liegt bei ca. 5-10 %. Bereits mit einer Reduktion der Fahrzeugmasse um 100 kg kann eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs um ca. 0,35 l pro 100 km - über verschiedene Fahr-zustände auf Basis des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) - erreicht werden. Eine Möglichkeit den Zielkonflikt zwischen Leichtbauanforderungen und vibro-akustischem Verhalten aufzulösen bietet die Adaptronik. Für die Auslegung adaptronischer Maßnahmen wird eine leistungsfähige Simulationsumgebung benötigt, die in diesem Projekt entwickelt werden soll.

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Koordination für Simulationsumgebung

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Schwingungs- und Akustikprofil des Versuchsträgers

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Anforderungen an die Simulationsumgebung, Bereitstellung des Demonstrationsfahrzeugs und Projektleitung

SmartBlades2: Bau, Test und Entwicklung intelligenter Rotorblätter, Teilvorhaben: Rotorblattstrukur, Aerolastik und Aeroakustik

Das Vorhaben ist Teil eines Verbundforschungsprojektes und befasst sich mit der Weiterentwicklung intelligenter Rotorblatt-Technologien, die zum Ziel haben mechanische Belastungen auf eine Windenergieanlage zu reduzieren. Darunter werden im Rahmen dieses Teilprojekts Rotorblätter mit einer gezielten passiven Biege-Torsions-Kopplung (T1) und Rotorblätter mit einer integrierten aktiven flexiblen Hinterkante (T2) verstanden. Darüber hinaus werden Querschnittsthemen (T4) behandelt die für T1 und T2 wichtig sind. Das Projekt baut auf den Forschungsergebnissen des Forschungsprojektes 'SmartBlades' (2012-2016) auf. Die Zielsetzung beinhaltet insbesondere das Testen von Demonstrationsrotorblättern mit einer Länge von 20 m an einer Testanlage (T1), das Testen eines Demonstrations-Segments an einem Rotationsprüfstand (T2) sowie weitere Aspekte, wie z.B. die Modellierung und Analyse von Klebnähten, aeroelastische Stabilität und technisch-wirtschaftliche Technologiebewertung. Gemeinsam an diesen Aktivitäten sind die zentralen Elemente der Validierung und Applikation von Methoden und Tools die im Vorgängerprojekt entwickelt wurden. Die spezifischen Ziele der Technologien werden in unterschiedlichen Arbeitspaketen erarbeitet, die sich wiederum aus verschiedenen Tasks zusammensetzen. Die Arbeitspakete an denen die Leibniz Universität Hannover beteiligt ist sind Vergleiche zwischen Tests und Modellen sowie Entwicklung alternativer Konzepte in T1, Hardware-in-the-Loop-Regelung, numerische Begleitung von Labortests, Anwendung und Anpassung der bisher entwickelten Methoden, Akustik sowie Entwicklung alternativer Konzepte in T2 sowie Klebnähte, Flattern und Bewertung in T4. Dabei liegen die bearbeiteten Themen in den Bereichen Aerodynamik/-elastik/-akustik, aeroelastische Stabilität, Strukturmechanik, Finite-Elemente-Modellierung und -Simulation, Schwingungs-/Ermüdungs-/Festigkeitsanalysen, Rotorblatt-Entwurf sowie technische und wirtschaftliche Bewertung von Windenergieanlagen.

LeichtFahr - Optimierter Leichtbau unter Berücksichtigung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur, Teilvorhaben: Bewertung der Simulationsumgebung, Prototypenaufbau und Komponentenbereitstellung

Die zukünftigen Leichtbaukonzepte haben einen starken Einfluss auf das vibro-akustische Verhalten des Fahrzeuges. Sie beeinflussen maßgeblich das Übertragungsverhalten der Fahrzeugstruktur in Bezug auf globale und lokale Karosseriesteifigkeiten, Masseverteilungen sowie leichtbaukonforme Schalldämmung und -dämpfung. Daher nimmt die Beurteilung und Beeinflussung der Fahrzeugakustik und des Fahrzeugschwingungsverhaltens in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses einen immer höheren Stellenwert ein. Gleichzeitig sollen bis 2020 nach den durch die Europäische Union definierten CO2-Richtlinien Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Stand von 1990 um mindestens 20 % reduziert werden. Eine signifikante Reduktion des Energiebedarfs und somit der Emissionen von Kraftfahrzeugen kann durch die Verringerung der Fahrzeugmasse erreicht werden. Das Potenzial einer Gewichtsreduktion durch Leichtbaumaterialien hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs liegt bei ca. 5-10%. Bereits mit einer Reduktion der Fahrzeugmasse um 100 kg kann eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs um ca. 0,35 l pro 100 km - über verschiedene Fahr-zustände auf Basis des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) - erreicht werden. Eine Möglichkeit den Zielkonflikt zwischen Leichtbauanforderungen und vibro-akustischem Verhalten aufzulösen bietet die Adaptronik. Für die Auslegung adaptronischer Maßnahmen wird eine leistungsfähige Simulationsumgebung benötigt, die in diesem Projekt entwickelt werden soll.

GreT - Ganzheitliches ressourceneffizientes Turmkonzept für Windenergienanlagen mit großen Nabenhöhen für Onshore-Schwachwindstandorte, Teilvorhaben: Regelungs- und Turmkonzepte für WEA (ReTuko)

Das Teilprojekt verfolgt die Erreichung folgender Ziele: - Entwicklung einer Anlagensteuerung für frequenzweiche Türme inkl. Errichtung eines Demonstrators - Entwicklung von einer effektiven Aussteifung der Turmwand - Entwicklung und Demonstration einer längsgeteilten Turmstruktur - Kombination aller Einzeltechnologien zu einem ganzheitlichen Turmkonzept inkl. Errichtung eines Demonstrators Die übergeordnete Arbeitsplanung umfasst vier Haupt-Arbeitspakete, welche alle von Nordex koordiniert werden. Innerhalb dieser Arbeitspakete sind diverse (Unter-)Arbeitspakete definiert, bei denen je nach Aufgabengebiet und Expertise ein anderer Verbundpartner federführend ist. Die ersten drei Arbeitspakete werden jeweils Einzeltechnologien untersuchen und entwickeln, die für einen ganzheitlich ressourcenoptimierten Turm von Belang sind. Im vierten Arbeitspaket werden die Einzeltechnologien dann zu einem ganzheitlichen Turmkonzept zusammengebracht. Nachfolgend werden die vier Haupt-Arbeitspakte inklusive der daran beteiligten Verbundpartner kurz vorgestellt.

SmartBlades2: Bau, Test und Entwicklung intelligenter Rotorblätter, Teilvorhaben: Rotorblattfertigung, Segmenttests und Berechnungsmodelle

In der Technologie 1 des Projektes SmartBlades2 sollen vier Rotorblätter mit geometrisch induzierter Biege-Torsions-Kopplung (BTK) für einen Rotordurchmesser von ca. 40m hergestellt, an einem Prüfstand qualifiziert und an einer Testturbine demonstriert werden. Der Schwerpunkt des DLR - Vorhabens liegt in der Fertigung der Rotorblätter und in der darauf folgenden Validierung der Methoden mit den entsprechenden Messdaten. In der Technologie 2 wird ein Rotorblattsegment mit einer aktiven Hinterkante unter Zentrifugalkräften an einem Schleuderprüfstand, unter Ermüdungslasten in einem Dauerfestigkeitsversuch und unter kontrollierten Bedingungen in einem Windkanal getestet. Die federführende Bearbeitung erfolgt hier vom DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik (FA) und hat zum Ziel, Messdaten zu erzeugen, mit denen die Entwurfs- und Simulationsmethoden validiert werden können. In der Technologie 3 werden die drei verschiedenen Vorflügelkonzepte im Rahmen von diversen Windkanaltests untersucht und für das starre Konzept schließlich auch bis zu einem Full-Scale-Test fortgeführt. Die Schwerpunkte des DLR liegen in der aerodynamischen Ausarbeitung durch das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (AS) und in der strukturellen Umsetzung (DLR FA) der Konzepte. In den Querschnitthemen werden sich die als besonders signifikant herausstellenden Themen Klebnähte, Flattern und Bewertung der Technologien in einzelnen Work Packages umgesetzt.

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