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Damit riesige Windräder nicht abheben
Lastberechnungen garantieren Windkraftanlagen ein langes Leben -  Institut für Mechatronik an der TU Chemnitz stellt auf der Deutschen  Windenergie Konferenz in Bremen eine spezielle Software vor

Was hat der Absprung beim Skifliegen mit der Drehung einer  Windkraftanlage, der Belastung von Zahnrädern und dem Komfort von  Fahrzeugsitzen gemeinsam? Für die Simulation all dieser Situationen  greifen die Wissenschaftler des Instituts für Mechatronik (IfM) an der  Technischen Universität Chemnitz auf die Software "alaska" zurück - sie  ist Basis für sämtliche am IfM bearbeiteten Projekte. Denn die  methodische Grundlage ist in allen Fällen dieselbe. "alaska ist ein  Werkzeug zur computergestützten Simulation des dynamischen Verhaltens  mechanischer Systeme", sagt Dr. Albrecht Keil, Geschäftsführer des IfM.  Eine spezielle Weiterentwicklung dieser Software - nämlich alaska/Wind -  stellt das IfM am 17. und 18. November 2010 auf der Deutschen  Windenergie Konferenz in Bremen vor.

Die Chemnitzer Mechatroniker entwickelten Methoden, mit denen die  Belastung von Windkraftanlagen berechnet werden kann. Sie betrachten  dabei verschiedene Szenarien - beispielsweise die Funktion bei  unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten und -richtungen sowie  Veränderungen an der Maschine, etwa dem Defekt an einem Blattantrieb.  Rund 2.500 mögliche Fälle kommen dabei zusammen, für die die Hersteller  mit alaska die Lasten berechnen, die auf die Anlage wirken. Die  Schwierigkeit besteht dabei vor allem darin, dass extrem große  Datenmengen verarbeitet werden müssen. "Entwickler von Windkraftanlagen  können so die Lebensdauer der Anlage vorhersagen", sagt Heiko  Freudenberg, der am IfM die technischen Anwendungen von alaska betreut.  "Nur wenn im Ergebnis der Analyse mehr als 20 Jahre herauskommen, wird  für die Anlage ein Zertifikat erteilt. Eine nicht zertifizierte  Windkraftanlage wird übrigens nicht versichert  - und lässt sich deshalb  auch nicht verkaufen", erklärt IfM-Mitarbeiter Matthias Taubert die  wirtschaftliche Bedeutung der Simulationssoftware alaska/Wind, in die  unter anderem auch Theorien aus dem Flugzeug- und Hubschrauberbau  eingeflossen sind.

Partner des IfM bei der Entwicklung von alaska/Wind ist die Nordex  Energy GmbH, ein Hersteller von Windkraftanlagen mit Sitz in  Norderstedt. Die neueste Version der Lastsimulationssoftware alaska/Wind  nutzt auch das in Lübeck angesiedelte Ingenieurbüro CATUM Engineering  GmbH bei der Entwicklung von Neuanlagen. Die Kunden des modifizierten  Softwareproduktes kommen aber auch aus der Zuliefererindustrie:  Beispielsweise entwickelt die Bosch Rexroth Group Bauteile für  Windkraftanlagen und kann mit Hilfe von alaska/Wind die Belastungen  bestimmen, die sie aushalten müssen. Mit ihrem Auftritt auf der  Deutschen Windenergie Konferenz wollen die Chemnitzer Forscher noch mehr  potenzielle Kunden gewinnen. "Angesichts des rasanten Wachstums des  Windenergiemarktes und immer größer werdender Komponenten von  Windkraftanlagen, werden auch Lastsimulationen immer komplexer", sagt  Keil und sieht deshalb in  Zukunft weiter wachsende Herausforderungen  für alaska/Wind.

"alaska" steht übrigens für "advanced lagrangian solver in kinetic  analysis" - zu Deutsch "fortgeschrittener Lagrange-Löser für die  kinetische Analyse", wobei Joseph-Louis de Lagrange ein italienischer  Mathematiker war. "Den Namen hat die Marketing-Abteilung des  Softwarehauses VW Gedas kreiert, mit dem wir gemeinsam Anfang der  1990-er Jahre die erste Version der Software fertig gestellt haben",  verrät Keil und erklärt: "Bei einem Messeaauftritt sollten alle Produkte  geographische Namen haben - für unsere Software fiel die Wahl auf  alaska. Die Bedeutung der Abkürzung wurde dann entsprechend  konstruiert."