Die leistungselektronischen Frequenzumrichter zählen zu den am häufigsten von Ausfällen betroffenen Teilsystemen von Windenergieanlagen (WEA) und verursachen auf diese Weise erhebliche Kosten und Ertragseinbußen. Forschungsarbeiten zur Umrichterzuverlässigkeit in WEA haben sich lange primär auf Temperaturwechselbelastungen und daraus resultierende Ermüdungseffekte als Ausfallursache konzentriert. Felddaten- und Schadensanalyse-basierte Untersuchungen haben gezeigt, dass diese in der Praxis eine untergeordnete Rolle spielen. Stattdessen wird das Ausfallgeschehen deutlich von Frühausfällen dominiert und ist eine erhebliche Auswirkung klimatischer Einflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, auf die Umrichterzuverlässigkeit festzustellen. Das ReCoWind-II-Vorhaben weitet die Ursachenforschung von Niederspannungs- auf Mittelspannungsumrichter aus und vertieft sie im Hinblick auf weitere potenziell ausfallrelevante Einflussfaktoren. Störschriebe, Betriebs- und Statusdaten aus der Umrichtersteuerung werden als neue wichtige Informationsquelle erschlossen. Schwerpunkte des Vorhabens liegen auf der Erarbeitung von Lösungsmaßnahmen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit über Fehlerfrüherkennung und Ferndiagnose sowie anwendungsspezifische Testverfahren. Insbesondere adressiert das Vorhaben Messtechnik- und Algorithmenentwicklung für ein breitenwirksames, die relevanten Ausfallmechanismen abdeckendes Condition Monitoring bis hin zur Erprobung in Umrichtersystemen im Labor und im Feld. Das Teilvorhaben fokussiert auf: Erfassung und Bereitstellung von Störschrieben und Betriebsdaten Erarbeitung und Erprobung von Methoden für Remote-Diagnostik und Anomalieerkennung Erfassung, Aufbereitung und Bereitstellung von Umrichterausfall- und SCADA-Daten Einbringen von anlagenspezifischem Know-how Bereitstellung von ausgefallenen Umrichterkomponenten Ermöglichung von Feldmessungen Installation und Betrieb von Datenerfassungssystemen Datenanalyse (z.B. Big Data)
We propose to use positron emission tomography (PET) for imaging of tracer migration in a soil horizon, to be coupled with image simulation using the lattice Boltzmann equation (LBE) modeling approach. PET enables direct visualization of inert KF or KBr solute migration at the soil horizon scale, but also reactive halogenated organic target (2,4-D and MCPA) compound migration down to nM concentrations once radiolabelling with 18F or 76Br marker is achieved. Retardation at biogeochemical interfaces with different sorption properties will thus be imaged in-situ. Theoretical image simulation for process verification will be enabled by introducing a multi-grid approach and additional kinetic boundary conditions in the parallelized LBE solver. As a boundary condition for the latter, the real pore scale and distribution of biogeochemical interfaces will be derived by X-ray computer-tomography (XCT) down to 300 nm spatial voxel resolution. The aim is to produce by both approaches velocity field movies due to heterogeneous biogeochemical retardation of the target compounds with high resolution in both the spatial and temporal scale (4D).