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Entwicklung einer Algorithmik zur Optimierung der Lebensdauer und des marktwert-orientierten Betriebs einer Windenergieanlage

 

Ausgangssituation

Durch Ausbau der erneuerbaren Energien wurden über die letzten beiden Jahrzehnte in Deutschland große elektrische Leistungen zusätzlich an das elektrische Netz angeschlossen. Insbesondere die onshore Windenergie hat heute schon einen hohen Anteil an der Stromerzeugung. Dies bringt aber auch schwankende Energieproduktion mit Über- und Unterkapazitäten und einen dementsprechend schwankenden Marktwert der erzeugten kWh mit sich. Die Vergütung der produzierten elektrischen Energie erfolgt in den meisten Märkten über feste, gesicherte Tarifsysteme, wie z.B. das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Aufgrund der zunehmenden Marktdurchdringung der Erneuerbaren wird davon ausgegangen, dass sich das Strommarktmodell in naher Zukunft anpassen muss und sich die Vergütung der erzeugten kWh am aktuellen Marktwert der Energie orientieren wird. Da WEA hohen strukturellen Belastungen unterliegen, ist die Lebensdauer zeitlich begrenzt, d.h. meist auf 20 -25 Jahre. Die Höhe der sogenannten Betriebsfestigkeitslasten, welche die WEA dimensionieren, hängt stark von den standortspezifischen Windbedingungen und dem Betrieb der WEA ab. Das bedeutet, dass man durch eine optimierte Betriebsführung das Lastniveau steuern und entsprechend des aktuellen Marktwertes der Energie optimieren kann.

Arbeitsinhalte

Im Rahmen dieser Arbeit sollen auf Basis schon angestellter Überlegungen Betriebsszenarien ermittelt werden, welche die Beziehung zwischen finanziellem Ertrag und struktureller Belastung optimieren. Mit Hilfe eines aero-elastischen Simulationsprogramms sollen dafür neue Betriebsalgorithmen zur Lebensdauer-Analyse auf Basis eines „Rainflow“-Zählverfahren entwickelt werden. Dieses Verfahren wird dann im Weiteren in die Steuerungs- und Visualisierungssoftware einer realen Windenergieanlage in C++ implementiert und validiert werden

Über die Firma windwise

Die windwise GmbH ist ein unabhängiges Ingenieurbüro mit Spezialisierung auf die Anforderungen der Windindustrie – von der Entwicklung und Konstruktion von Multi-MW-Anlagen bis hin zur Unterstützung beim Einkauf, Qualitätssicherung, Projektmanagement und technischer Betriebsführung der Windenergieanlagen. Im Rahmen eines durch das Land NRW geförderten EFRE-Projektes hat windwise eine Schwach-Windenergieanlage (WEA) entwickelt und auf dem Gondelprüfstand der RWTH Aachen mechanisch und elektrotechnisch getestet und vermessen. Diese soll in Folgeprojekten weiterentwickelt werden.

Was Du mitbringen solltest

  • • Studium in den Bereichen des Ingenieurwesens, mathematisch-physikalische Naturwissenschaften oder der Informatik
  • • Eingehendes Verständnis von mathematischen Analyse- und Simulationsprozessen
  • • Eingehendes Verständnis von mathematischen Analyse- und Simulationsprozessen
  • • Programmiererfahrung
  • • Selbstständige Arbeitsweise

 

Interesse geweckt?

Bewerbungen oder Fragen zu dieser Arbeit bitte an Markus Becker richten:

E-Mail: markus.becker@windwise.eu

windwise GmbH | Hafenweg 46-48 | 48155 Münster | www.windwise.eu

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