R&D Test Systems stellt Fundament für neuen Prüfstand fertig: Hauptlagertest von Windkraftanlagen bis 25MW

R&D Test Systems baut den leistungsstärksten Prüfstand für Hauptlager von Windkraftanlagen, da die Branche in der Lage sein muss, größere Komponenten für die riesigen Windturbinen der Zukunft zu testen. LORC ist der Eigentümer der neuen Hauptlager-Prüfanlage, die im Jahr 2025 geliefert wird.

Neun Monate nach Baubeginn des bis dato leistungsstärksten Rotorlagerprüfstands hat R&D Test Systems, der dänische Spezialist für die Prüfung von Windkraftanlagen, das 3.700 Tonnen schwere Fundament fertig gestellt. R&D konstruiert und produziert nun die Teile des Prüfstands, die extreme Prüflasten an Hauptlagern für 25-MW-Windkraftanlagen ausführen werden. Der Prüfstand wird 2025 geliefert und ist für die neue Hauptlagerprüfanlage von LORC (Lindø Offshore Renewables Center) bestimmt.

„Es ist eine Anerkennung unserer Kompetenz für Großprüfstände, dass LORC für dieses neue Projekt R&D Test Systems ausgewählt hat, den leistungsfähigsten Prüfstand für Hauptlagerungen zu bauen. Das Fundament ist bereits fertig und unsere Ingenieure haben die notwendigen Systeme für die Lastsimulation entwickelt, die nicht nur härteste Windkräfte, sondern auch Windkräfte aus verschiedenen Richtungen simulieren“, sagt Peter Winther, Key Account Manager, R&D Test Systems.

Die Hauptlagerung ist für den reibungslosen und effizienten Betrieb der Windkraftanlage von entscheidender Bedeutung. Sie stützt die Rotorwelle und sorgt für ihre Stabilität und korrekte Ausrichtung. Außerdem überträgt sie die von den Rotorblättern verursachten Lasten auf die Anlagenkonstruktion und sorgt dafür, dass das erzeugte Drehmoment auf das Getriebe und den Generator übertragen wird. Um große Hauptlager zu testen und zu validieren, werden auf dem neuen Prüfstand Belastungen aufgebracht, die reale Windbedingungen in beschleunigter Form simulieren (HALT Test).

„Die Hauptlager nehmen die Last des Rotors auf und müssen daher in der Lage sein, allen extremen Windlastszenarien standzuhalten, die bei Windkraftanlagen mit einer Leistung bis zu 25 MW auftreten. Unsere Tests umfassen Verdrehung und Biegung in allen sechs Freiheitsgraden“, fügt Winther hinzu.

Leistungsstarke Prüflasteinheit

Ein wesentlicher Bestandteil des Prüfstandes ist die bewährte Belastungsprüfeinheit von R&D Test Systems, die extreme Biegungen und Kräfte auf die Hauptlagerkonstruktion überträgt. Die Belastungsprüfeinheit ermöglicht Kräfte mit sechs Freiheitsgraden auf die Lageranordnung zu übertragen - Schub-, Horizontal- und Vertikalkräfte sowie Drehmoment, Neigungs- und Kipp und kann Biegekräfte von mehr als 100 Meganewtonmeter bzw. Schubkräfte von mehr als 10 Mega Newton aufbringen. Die Belastungsprüfeinheit ermöglicht es, die Auswirkungen der Windverhältnisse über Jahre hinweg in nur wenigen Monaten zu simulieren.

„Die Belastungsprüfeinheit, die wir für die neue Hauptlagerprüfanlage von LORC konstruieren, wird die Größte und Leistungsfähigste sein, die R&D Test Systems entwickelt hat. Es ist die Sechste, die wir nach der Fertigstellung des Validierungsprüfstandes für den Antriebsstrang im 'Test & Prototype Center' von ZF Wind Power in Lommel (Belgien) bauen“, sagt Winther. Mit einer Länge von 35 Metern und einer Höhe von 18 Metern wird der Prüfstand die größte aller Prüfstandseinrichtungen bei LORC im Hafen von Odense in Dänemark sein.

Prüfung von Teilsystemen

Künftig werden leistungsstärkere Windkraftanlagen mit größeren und schwereren Teilsystemen in der Gondel ausgestattet, die extremen Belastungen standhalten müssen und daher entsprechende Prüfungen erfordern. Dieser neue Prüfstand konzentriert sich auf die Hauptlagerung und ermöglicht es Herstellern von Windkraftanlagen, dieses System isoliert zu prüfen, anstatt es im Rahmen eines vollständigen Prüfverfahrens für den Antriebsstrang zu testen.

Der Prüfstand ist so konzipiert, dass sowohl Hauptlager mit Getriebe als auch solche mit Direktantrieb, die beiden wichtigsten Lagerungssysteme für Windkraftanlagen, geprüft werden können. Darüber hinaus ist der Prüfstand flexibel und ausbaufähig, so dass auch zukünftige Lagertechnologien getestet werden können.

Ein Team von 35 Vollzeit-Ingenieuren hat Anfang des Jahres am Hauptsitz von R&D Test Systems in Dänemark mit der Entwicklung und Konstruktion des Prüfstandes begonnen. Neben Elektro-, System-, Software- und Maschinenbauingenieuren sind bei dem Projekt auch Bauingenieure einbezogen, um das Stahlbetonfundament zu konstruieren, das stark genug sein muss, um den extremen Windlasten während der Tests standzuhalten.

LORC hat R&D Test Systems mit dem Bau des Prüfstands für die Hauptlager im Hafen von Odense, Lindø (Dänemark) beauftragt. Das Projekt erhielt eine Förderung von 10 Millionen Euro aus dem dänischen GreenLab-Programm.

Der Prüfstand soll im Jahr 2025 ausgeliefert werden und wird auf der WindEnergy Hamburg vom 24. bis 27. September 2024 am Stand B1.EG.410 von R&D Test Systems als Konzept zu sehen sein.