Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

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Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

Das Fraunhofer IWES ist das führende Windenergieforschungsinstitut Deutschlands. Seine Forschungsgebiete umfassen das gesamte Spektrum der Windenergietechnik von der Windphysik bis zur Netzeinspeisung. Das Institut bietet Unternehmen, wie z.B. Anlagenherstellern, Windanlagenbetreibern und Energieversorgern exzellente industrierelevante Forschungsdienstleistungen. Am IWES arbeiten an den Standorten Bremerhaven, Bremen, Hannover und Oldenburg derzeit etwa 190 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Angestellte und Studierende.

Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES ist seit seiner Gründung 2009 auf knapp 600 Mitarbeitende gewachsen. Beide Institutsteile haben im Rahmen ihrer strategischen Entwicklung und Ausrichtung erfolgreich weitgehend unabhängige Profile entwickelt. Vorstand und Senat der Fraunhofer-Gesellschaft haben daher beschlossen, die Institutsteile ab Januar 2018 als eigenständige Institute fortzuführen: als Fraunhofer IEE und  Fraunhofer IWES. Für Kunden und Industriepartner erleichtert die Profilschärfung eine klare Zuordnung von Aktivitäten.

Großlager-Prüfstand entsteht in Hamburg

vergrößern Schematischer Aufbau des geplanten Großlagerprüfstandes / Schematic design of the large bearing test rig Schematischer Aufbau des geplanten Großlagerprüfstandes / Schematic design of the large bearing test rig (Bild: © IWES) Anfang 2018 wird in Hamburg-Bergedorf ein neuer Standort erschlossen – in direkter Nachbarschaft zum Energie-Campus des „Competence Center für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz“ (CC4E) der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW). Dort wird ein Prüfstand für Blattlager mit einem Durchmesser von bis zu fünf Metern gebaut, wie sie für zehn MW-Windenergieanlagen der nächsten Generation zum Einsatz kommen werden.

Wesentliches Merkmal wird die realitätsgetreue Anbindung der Blattlager sein. Hierzu werden die  erforderlichen  Eigenschaften von Blatt und Nabe emuliert. Mithilfe von Methoden zur beschleunigten Prüfung sollen dann 20 Jahre Betriebsdauer in einer sechsmonatigen Testdauer nachgebildet werden. 

Die Testmethode und der Prüfstandsbau werden im Projekt „HAPT“ zusammen mit dem Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) der Leibniz Universität Hannover und dem Industriepartner IMO entwickelt. Für die Industrie werden somit Voraussetzungen für die Validierung der rechnerischen Auslegung von Blattlagern geschaffen, die eine exaktere Dimensionierung ermöglichen. Dabei wird auch der Einsatz von Einzelblattregelung zur Lastreduktion an Rotorblättern zuverlässig ermöglicht, was letztlich einer verlängerten Betriebsphase und reduzierten Stromgestehungskosten den Weg ebnet.

Der Neubau wird aktuell auf einem 2200 Quadratmeter großen Grundstück von der Sprinkenhof GmbH realisiert. Er wird Platz für 15 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bieten und eine 450 Quadratmeter große Prüfhalle mit Schwerlastfundament umfassen. Das Richtfest war im November 2017. Der Prüfstandsbetrieb soll im Herbst 2018 aufgenommen werden. Die Freie und Hansestadt Hamburg bekräftigte ihr besonderes Interesse am weiteren Ausbau des Windenergie-Hubs durch die unkomplizierte Förderung des Neubaus mit ca. 8,3 Mio Euro. Insgesamt werden am Standort rund 20 Mio Euro in Innovationen investiert.

Das Fraunhofer IWES wird Betreiber des Prüfstandes sein und die Infrastruktur gemeinsam mit dem CC4E für anwendungsorientierte Forschung nutzen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat hierzu 12 Mio. Euro Projektfördermittel für Aufbau und Betrieb bewilligt. Die zusätzlich erforderlichen Mittel für eine Gebäudeinfrastruktur von rund 8,3 Mio. Euro investiert die Freie und Hansestadt Hamburg.

Die Windenergieunternehmen der Metropolregion Hamburg erhalten durch die Ansiedlung des Fraunhofer IWES, das Mitglied im Forschungsverbund Windenergie ist, direkten Zugang zu einer weltweit einmaligen Forschungs- und Testinfrastruktur und dem Know-how von 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Gemeinsam mit dem CC4E und dem Cluster „Renewable Energy Hamburg“ sollen die Vernetzung der Windenergieforschung in Norddeutschland weiter ausgebaut und neue Forschungsfelder erschlossen werden.

vergrößern Grosslager-Prüfstand Grosslager-Prüfstand (Bild: © Fraunhofer-IWES)  Technische Daten

  • Statisches Biegemoment: 50 MNm
  • Dynamisches Biegemoment: 25 MNm bei 0,5 Hz
  • Prüflinge mit Durchmessern bis 5 m
  • Automatisierung: 24 / 7
  • Blattverstellung: elektrisch und hydraulisch möglich
  • GFK-Blattadapter

In der Großprüfanlage werden künftig Blattlager mit Durchmessern bis zu fünf Metern – wie sie für 10 MW-Windenergieanlagen der nächsten Generation zum Einsatz kommen sollen – dauerhaft unter realistischen Betriebsbedingungen getestet. Die Industrie hat großes Interesse an verkürzten Testzeiten für diese wichtige Komponente einer modernen Windenergieanlage, um die Ausfallsicherheit zu steigern und die Energieentstehungskosten zu senken.

www.windenergie.iwes.fraunhofer.de