Das Projekt "Instandhaltungsstrategien von Leistungsschaltern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Elektrische Energieversorgung durchgeführt. Die Instandhaltung von Leistungsschaltern wird in vielen Faellen noch zeitabhaengig durchgefuehrt. Dieses bedeutet, dass die Instandhaltung nach festen Zeitzyklen und den Betriebsanweisungen der Hersteller erfolgt. Grundsaetzlich bieten sich zwei Instandhaltungsstrategien an, die sich hiervon unterscheiden: - Zustandsorientierte Instandhaltung; - Kurzfristiger Austausch des Geraetes nach einem Defekt. Die zustandsorientierte Instandhaltung setzt voraus, dass moegliche Defekte im Vorfeld erkannt und entsprechend behandelt werden. Hierzu ist es notwendig, neuere Messverfahren fuer eine Zustandserkennung einzusetzen. Im Gegenteil hierzu setzt die zweite Strategie voraus, dass durch die Anwendung des (n-1)-Planungsprinzips, welches auch fuer den Selektivschutz gilt, eine Unterbrechung der Energieversorgung bei einem Ausfall eines Geraetes nicht eintritt. In diesem Fall muss jedoch sichergestellt werden, dass ein kurzfristiger Austausch des defekten Geraetes gewaehrleistet ist. Durch eine gezielte Instandhaltung des Betriebsmittels und Frueherkennung von Stoerungen kann die Restlebensdauer entscheidend verlaengert, und damit die Abfallentstehung verzoegert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellbildung, Feldmessungen und Laborversuche zur Restlebensdauerermittlung von WEA-Leistungselektronik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Lebensdauer der Leistungselektronik von Windenergieanlagen zu erhöhen und die Vorhersage von Schäden in der Leistungselektronik zu verbessern, so dass analog zu Getrieben eine prädiktive Wartung realisierbar wird. Dazu ist zunächst ein Messsystem zur Aufnahme der Ein- und Ausgangssignale der Leistungselektronik im Mikrosekundenbereich zu entwickeln, um deren Ausfallursachen zu ergründen. Das Messsystem wird dann zu einem möglichst herstellerunabhängigen Überwachungssystem der Leistungselektronik von Windenergieanlagen erweitert, um im Rahmen eines Retrofitting in Altanlagen und unter Vermeidung einer erneuten Anlagenzertifizierung, nachgerüstet zu werden. Auf Basis der durch das Vorhaben gewonnenen Kenntnisse wird ein Kompensationsumrichter als Funktionsmuster aufgebaut, der neben einem integrierten Überwachungssystem für die Leistungselektronik auch moderne Systemdienstleistungen für ältere Windenergieanlagen realisiert. Das IALB der Universität Bremen, ein Mitgliedsinstitut von ForWind, erarbeitet im Rahmen des Vorhabens ein Messsystem zur Erfassung und Aufzeichnung hochaufgelöster Messdaten der Leistungselektronik in Windenergieanlagen. Anschließend werden, parallel zur Durchführung von geplanten Langzeit-Feldmessungen an der Leistungselektronik in Windenergieanlagen, Simulationsmodelle für die Untersuchung, Berechnung und anschließende Bewertung der zu erwartenden Restlebensdauer der Leistungselektronik erarbeitet. Die Modelle werden für eine fortwährende Messung erweitert und in das Messsystem integriert, welches im Laufe des Vorhabens zu einem Überwachungssystem für Leistungselektronik von Windenergieanlagen erweitert wird. Zur Verifikation der erstellten Modelle und der Kennwertgenerierung zur Restlebensdauererwartung der Leistungselektronik dienen Laboruntersuchungen mit einer beschleunigten Alterung der zu untersuchenden Leistungshalbleiter.
Das Projekt "Teilvorhaben: Softwaremodul zu Belastungen der Leistungselektronik von Windenergieanlagen in einer Gesamtsimulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windrad Engineering GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Lebensdauer der Leistungselektronik von Windenergieanlagen (WEA) zu erhöhen und die Vorhersage von Schäden in der Leistungselektronik zu verbessern, so dass analog zu Getrieben eine prädiktive Wartung realisierbar wird. In einem ersten Schritt ist der Aufbau eines Messsystems zur Erfassung und Aufzeichnung schneller, transienter Vorgänge bis in den Mikrosekundenbereich am Ort der Leistungselektronik von WEA im Rahmen des Vorhabens geplant. Im zweiten Schritt soll dieses Messsystem sukzessive zu einem Überwachungssystem der Leistungselektronik in WEA ausgebaut werden. Hierzu ist die Erstellung eines Softwaremoduls geplant, welches Modelle zur Berechnung und Bewertung der zu erwartenden Restlebensdauer der Leistungselektronik in WEA, basierend auf der Analyse bereits durchlebter elektrischer Belastungen, beinhaltet. Zunächst wird ein geeignetes Messsystem zur Aufzeichnung schneller dynamischer Änderungen der elektrischen Größen von WEA entworfen und aufgebaut. Hierzu werden die erforderlichen Messsysteme konzeptionell entworfen und die genauen Anforderungen an die digitale Signalverarbeitung eruiert und spezifiziert, bevor die erarbeiteten Algorithmen ausgewählt bzw. entwickelt werden. Im weiteren Projektverlauf wird dann ein Konzept der digitalen Signalverarbeitung erarbeitet und die bekannten Modelle zur Berechnung einer Restlebensdauer der Leistungselektronik erweitert um die Online-Fähigkeit. Neben der Verifikation des zu erarbeitenden Windparkmodells sollen die durch das IALB und die WindradEngineering erstellten Modelle mit Messungen aus dem Feldversuch abgeglichen werden. Auf diese Weise soll eine Klassifizierung möglicher Belastungen der Leistungselektronik einzelner Anlagen im Parkverbund durchgeführt werden. Die Windrad Engineering wird darüber hinaus die Modelle nutzen, um im Rahmen von Anlagensimulationen eine weiterführende Beurteilung spezifischer Standort für Anlagen in Bezug auf mögliche standortabhängige Belastungspotenziale durchzuführen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verifizierende Datenakquise und -auswertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WindGuard Certification GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Lebensdauer der Leistungselektronik von Windenergieanlagen (WEA) zu erhöhen und die Vorhersage von Schäden in der Leistungselektronik zu verbessern, sodass analog zu Getrieben eine prädiktive Wartung möglich wird. Dazu ist zunächst ein Messsystem zur Aufnahme der Ein- und Ausgangssignale der Leistungselektronik im Mikrosekundenbereich zu entwickeln, um deren Ausfallursachen zu ergründen. Das Messsystem wird dann zu einem möglichst herstellerunabhängigen Überwachungssystem der Leistungselektronik von WEA erweitert, um durch ein Retrofitting in Altanlagen unter Vermeidung einer erneuten Anlagenzertifizierung nachrüsten zu können. Ein als Funktionsmuster aufgebauter Umrichter soll die Überwachung und moderne Systemdienstleistungen für ältere WEA aufzeigen.