KUNDENHERAUSFORDERUNG
CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) – auch bekannt als das Nationale Zentrum für Erneuerbare Energien Spaniens – ist auf angewandte Forschung und Entwicklung für verschiedene Initiativen spezialisiert, darunter auch die Entwicklung der Windkrafttechnologie. Die Abteilung für Windenergie führt unabhängige Forschungen durch, um die allgemeine Zuverlässigkeit und Effizienz von Windturbinen zu verbessern, und arbeitet mit einigen der einflussreichsten Unternehmen in der wachsenden globalen Windenergiebranche zusammen.
Industrievertreter kommen zu CENER, weil es mit einer der fortschrittlichsten Technologie-Infrastrukturen der Welt ausgestattet ist. Das Herzstück des CENER-Windprogramms ist das Windturbinen-Prüflabor (LEA). Es ist hinsichtlich ihrer physischen Größe (30.000 Quadratmeter), der Leistung der Geräte, die sie testen kann, und der Vielfalt der technologischen Dienstleistungen, die sie anbietet, die einzige Einrichtung ihrer Art.
Das LEA befindet sich in Sangüesa, einer kleinen Stadt 40 km außerhalb von Pamplona, und umfasst fünf hochmoderne Prüflabore, darunter eines, das sich mit Strukturtests von bis zu 100 Meter langen Rotorblättern in Originalgröße beschäftigt. Der Leiter des Rotorblatt-Prüflabors ist Asier Oiz Vázquez, der seit der Gründung des Zentrums im Jahr 2002 bei CENER und seit 2006 in der Rotorblatt-Prüfgruppe tätig ist.
„Unseren Kunden geht es vor allem um die Modellvalidierung und Leistungseinstufung von Rotorblättern nach internationalen Standards“, so Oiz. „Sie wollen sicher sein, dass die von uns durchgeführten Tests die qualitativ hochwertigen Ergebnisse liefern, die sie benötigen, um das Design des Rotorblatts zu validieren oder eine Zertifizierung zu erreichen. In beiden Situationen benötigen sie einen außergewöhnlichen Service. Sie erwarten auch von uns, dass wir die besten Prüfsysteme haben. Das ist unsere größte Herausforderung.“
MTS-LÖSUNG
Um den Ansprüchen seiner Kunden an qualitativ hochwertige Ergebnisse gerecht zu werden, setzt das CENER-Prüflabor für Rotorblätter auf zwei Lösungen von MTS. Zusammen ermöglichen diese Prüflösungen für Rotorblätter dem CENER-Team die Durchführung von statischen und Ermüdungstests an Rotorblättern und Trägern (Frameworks) in Originalgröße bis zu 100 Metern für statische Tests und bis zu 75 Metern für Ermüdungstests.
Es werden Messungen der physikalischen Eigenschaften durchgeführt, um wesentliche Rotorblatt-Eigenschaften wie Masse, Schwerpunktlage, Länge, Eigenfrequenzen, Dämpfung, Modenformen, Steifigkeit und Massenverteilung zu bestimmen.
Statische Tests werden durchgeführt, um das Rotorblatt unter maximalen Auslegungsbedingung zu belasten. Das Rotorblatt wird instrumentiert, um die Kurve der aufgebrachten Durchbiegung, die Dehnungsverteilung, die Prüfstandsdurchbiegung und die Biegemomentverteilung zu erhalten. Es werden elektrische Winden eingesetzt, um eine präzise, koordinierte Last an mehreren Zugpunkten entlang eines Blatts zu erreichen.
Ermüdungstests, die bei CENER durchgeführt werden, unterstützen Mehrpunkt- und mehrachsige beschleunigte Tests von Rotorblättern in klappenweiser und kantenweiser Orientierung. Die Ermüdungsprüfungslösung von MTS wendet eine automatisierte zyklische Belastung auf die Schaufeln bei Resonanzfrequenz an, um die Schaufel anzuregen und die gewünschte Dehnungsrate zu erreichen. Dazu werden kompakte, energieeffiziente Systeme zur Trägheitsresonanzanregung (Inertial Resonance Excitation bzw. IREX) eingesetzt, die ursprünglich von MTS und dem U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) entwickelt wurden. In jedem IREX-System sind zwei doppelendige, dauerfeste Hydraulikantriebe von MTS sowie lineare Seitenlager, ein Schlauchständer und einstellbare Massen integriert.
„Alles, was wir von MTS haben, funktioniert sehr gut“, sagt Oiz. „Gerade das IREX-System ist sehr stabil. Wir haben noch nie erlebt, dass es versagt. Wir sind auch deshalb sehr zufrieden, weil es CENER hilft, bei Ermüdungstests, die extrem energieintensiv sein können, Energie zu sparen.“
KUNDENVORTEILE
Mit Hilfe der Prüflösungen von MTS ermöglicht das Rotorblatt-Prüflabor bei CENER seinen Kunden, das gesamte Spektrum der für die Zertifizierung nach der internationalen Norm IEC TS 61400-23 erforderlichen strukturellen Statik- und Ermüdungsprüfungen in vollem Umfang abzudecken. Das Labor ist von ENAC, der nationalen spanischen Akkreditierungsstelle, im Rahmen der IEC TS 61400-23 akkreditiert.
„Wir sind eine relativ neue Einrichtung mit der neuesten Technologie, einschließlich der Lösungen von MTS für die Prüfung von Windturbinenblättern“, erklärt Oiz. „Wenn Kunden sehen, dass wir Technologie von MTS haben, fühlen sie sich wohl. Der Name gibt ihnen die Sicherheit, dass die Prüfgeräte zuverlässig arbeiten. Wir haben viele Tests mit Systemen von MTS durchgeführt, und das gibt unseren Kunden mehr Vertrauen.“
Das Vertrauen der Kunden in die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Prüflösungen von MTS und das kontinuierliche Engagement von MTS bei der Problemlösung haben zu einer starken Beziehung zwischen den beiden Organisationen geführt.
„Nach meiner Erfahrung bietet MTS immer eine Lösung für unsere Bedürfnisse“, so Oiz. „Von Anfang an wollte MTS ein detailliertes Verständnis der Art von Tests, die wir durchführen wollten, damit sie eine Lösung entwickeln konnten, die unseren besonderen Anforderungen gerecht wurde. Das gilt auch heute noch. Wenn CENER etwas braucht, arbeitet MTS hart daran, unsere Wünsche zu erfüllen. Zudem ist der Service, den sie bieten, sehr gut.“
Heute sind CENER und MTS weiterhin führend in der Prüfung von Windturbinenblättern und erforschen neue Technologien, um die realen Betriebsbedingungen von immer längeren Blattstrukturen noch genauer zu simulieren.
Oiz: „Längere Blätter, elastischere Blätter und biaxiale Ermüdungstests stellen die Herausforderungen dar, die in naher Zukunft auf die Prüfung von Windturbinenblättern zukommen werden, und MTS scheint dies sehr gut zu verstehen.“
