Foto: R&D

Vindindustrien er kendetegnet ved korte udviklingscyklusser og stadigt stigende vingehjulsdiametre på vindmøllerne. Vindmøllevingernes voksende størrelse og kompleksitet kræver, at testsystemerne også løbende udvikles for at imødekomme branchens stigende behov.

Som en del af det EUDP-støttede projekt “BLATIGUE” har R&D Test Systems de sidste par år arbejdet på udviklingen af den nye elektriske dual axis exciter, som er en nyudvikling i forhold til den elektriske, etaksede og jordbaserede flap exciter. Den har nu bestået de første tests hos Blade Test Centre (Blaest) i Aalborg.

Dual axis exciter er et flerakset testsystem til vingeudmattelse i fuld skala, der kan påføre horisontale og vertikale belastninger på samme tid. Dette setup sikrer ikke blot, at testsystemet anvender testbelastninger, der svarer til driftsbelastningen af vindmøllen, men reducerer også den samlede tid, det kræver at teste vingerne. Exciteren drives af to uafhængigt styrede elektriske motorer, der kan påføre en kombination af horisontale og vertikale belastninger på vingen. Blaests exciter påfører op til 165-190 kN på vingen horisontalt og 95 kN vertikalt, mens den leverer cirka 275 kW exciteringskraft til vingen.

- Den dobbeltaksede exciter viser god ydeevne, og exciteringsmetoden giver mange muligheder, mens den stadig er brugervenlig. At kunne forkorte testtiden vil være en væsentlig forbedring for vores kunder, og derudover kan introduktion af dobbeltakset belastning repræsentere den fulde vingebelastning fra virkeligheden, forklarer Søren Kjær Nielsen, chefingeniør hos Blaest.

Hurtig og fleksibel vingetest

Vindmølleproducenterne skal teste deres vinger i henhold til specifikke standarder. Nogle af de nødvendige tests er udmattelsestests horisontalt og vertikalt, som – indtil nu – ville ske med to forskellige testsystemer.

Med den nye dual axis exciter kan OEM-producenter teste deres vinger ved hjælp af blot ét testsystem, hvilket sparer omstillingstid, når der skiftes mellem testsetups. Dette er en stor effektivitetsforbedring, da testtiden reduceres, samtidig med at risikoen for skader på vingen reduceres på grund af færre omstillingsoperationer og mindre håndtering.

Desuden muliggør dual axis exciter flerakset belastning under udmattelsestests, hvilket bedre repræsenterer de belastninger, vingerne udsættes for, når de er i drift på vindmøllen. De nye tests giver mere præcise tests og data, hvilket resulterer i bedre verifikation og dermed reduceret usikkerhed.

Projektet er støttet af en af verdens førende ejere af havvindmølleparker, Ørsted, som indgik i projektets styregruppe.

Ny løsning i forhold til gearkassen sikrer præcis belastning

En anden funktion, der giver mere præcise testdata, er den nyudviklede “dual gearbox”-løsning, hvor drivlinjen er afhængig af et R&D-patenteret, tilbageslagsfrit design. Udviklingen af “dual gearbox”-løsningen sikrer en præcis og jævn belastning af vingen, hvilket igen resulterer i bedre belastningsmålinger og drift med et lavt støjniveau.

Konceptet for dual axis exciter er skalerbart og kan håndtere meget store vinger, der er meget større end 100 meter.

Senere på året vil R&D levere en endnu større dual axis exciter til en amerikansk kunde, som vil levere 208-240 kN og veje op til 40 tons.

- Det er svært at udvikle godt testudstyr til toakset test af udmattelse af vindmøller, fordi branchen stadig ikke rigtig har tilpasset og ensrettet sig til de relevante testmetoder og dertilhørende krav. På den måde er det lidt et hønen-eller-ægget-spørgsmål – skal vi udvikle nye metoder til dobbeltakset udmattelsestest af vinger, uden at vide om det, vi sigter mod, er praktisk muligt, eller skal vi forsøge at lave nogle faktiske tests, uden at vide hvor optimal testen virkelig er? forklarer Jesper Kann, teknisk chef hos Blaest.

- I Blatigue-projektet har vi forsøgt at overvinde denne udfordring ved at bringe relevante partnere sammen og arbejde sammen om en god løsning, fortsætter han.

- Resultatet med hensyn til den udviklede og fremstillede dobbeltaksede exciter, som nu er en del af vores flåde af testudstyr, er en færdigudviklet og robust maskine, som er praktisk at bruge, og så vidt vi ved i stand til næsten alt, hvad vi anser for relevant i forhold til at udføre dobbeltaksede udmattelsestest af vindmøllevinger af denne størrelse, slutter Jesper Kann.