Geräuschoptimierung

Um den strengen Vorschriften zu entsprechen, müssen neu entwickelte Windenergieanlagen in Bezug auf Geräusche und Schwingungen intensiv untersucht werden. Neben der Abschätzung des zu erwartenden breitbandigen Luftschalls, der von den Rotorblättern emittiert wird, darf der Körperschall, der von den mechanischen und elektrischen Komponenten wie z.B. dem Getriebe aufgrund der Drehbewegung abgestrahlt wird, nicht außer acht gelassen werden.

Test und Simulation

Die Beherrschung bzw. Eindämmung des abgestrahlten Schalls, der nahezu das gesamte hörbare Spektrum abdeckt, stellt eine komplexe Aufgabe dar. Um diese Herausforderung zu bewältigen, verfolgt LMS als einziger Anbieter den sog. hybrid-engineering-Ansatz, bei dem Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen und Simulationsergebnisse zusammengeführt werden. Hierdurch lassen sich die Ursachen für bestimmte Schallemissionen der Windenergieanlage identifizieren und zusätzlich werden mögliche Gegenmaßnahmen vorgeschlagen, um den Schallpegel zu reduzieren.

Vorausberechnung der Schallabstrahlung von Windenergieanlagen

Mit LMS Produkten ist es gleich zu Beginn des Entwicklungsprozesses möglich, ein vibro-akustisches Simulationsmodell der kompletten Windenergieanlage zu erstellen und somit die Schallabstrahlung zu berücksichtigen. Dies beinhaltet folgende Methoden: Finite Elemente, akustische Randelemente und das von LMS patentierte Acoustic-Transfer-Vector – Verfahren. Das entstehende Modell erlaubt die effiziente Simulation der Schallabstrahlung der Windenergieanlage im Fernbereich mit der notwendigen Genauigkeit.

Labor- und Betriebsmessungen

LMS verfügt neben einem umfangreichen Portfolio aus Messhardware und –software über langjährige Erfahrungen als Ingenieurdienstleister, wodurch auch komplexe Messaufgaben an Windenergieanlagen in kurzer Zeit durchgeführt werden können. Ziele dieser Messreihen können der Abgleich mit dem Simulationsmodell der Windenergieanlage, die Definition der Auswirkung unterschiedlicher Generatoren auf die akustische Abstrahlung oder die Identifikation von Störgeräusche aussendenden Bauteilen bei bestehenden Anlagen sein. Zur Systemidentifikation einzelner Bauteile wie Flügel, Nabe, Welle, Mastschaft, Getriebe, Bremse, Fundamentplatte oder Maschinenhaus können experimentelle Modalanalysen durchgeführt werden. LMS verfügt insbesondere auf dem Spezialgebiet der Windenergieanlagen-Prüfung über jahrelange Erfahrungen. Es wurden Messungen mit teilweise über 300 Messsignalen zur Aufnahme von Verschiebungen, Schwingungen oder akustischen Signalen durchgeführt. Weitere wichtige Parameter wie der auf die Flügel wirkende Oberflächendruck können parallel gemessen werden. Messsignale von innerhalb und außerhalb der Anlage lassen sich mit Messorten innerhalb der rotierenden Bauteile perfekt synchronisieren.