Simulation von Windnachführungskonzepten für Multirotor-Windenergieanlagen

Abstract

der Windenergie ein wichtige Schlüsselrolle. Durch Anbringung mehrerer Rotoren an eine Tragstruktur, können die Kosten in Hinsicht auf Transport und Fertigung gesenkt werden. Ein solches Multirotorsystem (MRS) bietet außerdem den Vorteil durch geschickte Regelung, eine Azimut-nachführung ohne große Azimutmotoren realisieren zu können. Mit dem Simulationsprogramm Bladed soll ein MRS mit zwei Rotoren inklusive Azimutsystem abgebildet und simuliert werden. Die Simulationsmodelle werden bereitgestellt. Ziel dieser Arbeit ist es, das Azimutsystem für diese MRS zu simulieren, einen Regler zu programmieren und damit die Windnachführungskonzepte Yaw by Pitch und Yaw by Speed Control unter bestimmten Lastfällen zu testen. Ebenfalls sind Leistungsverluste sowie Leistungssteigerungen während der Windnachführung aufzuzeigen. Das Verhalten der Schubkräfte an den einzelnen Rotoren und die benötigte Zeit der Giervorgänge sollen analysiert werden.

To ensure a CO2-free energy supply, further development in the field of wind energy plays a key role. By attaching several rotors to a support structure, costs can be reduced in terms of transport and manufacturing. Such a multirotor system (MRS) also offers the advantage of being able to realize azimuth tracking without large azimuth motors through smart control. The simulation program Bladed will be used to model and simulate one MRS with two rotors, respectively, including the azimuth system. The simulation models will be provided. The aim of this work is to simulate the azimuth system for these MRS, to program a controller and thus to test the wind tracking concepts Yaw by Pitch and Yaw by Speed Control under certain load cases. Power losses as well as power increases during wind tracking are also to be demonstrated. The behaviour of the thrust forces on the individual rotors and the time required for the yawing processes are to be analysed.