Institut für Energietechnik (IET)
HSR

Aerosense

Aerosense: A novel MEMS-based surface pressure and acoustic smart measurement system for wind turbines

 

Hintergrund

Windenergie ist eine wichtige Technologie zur Erreichung der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung und der EU-Energiestrategie 2030. Da die Windenergieindustrie reift und die Windturbinen wachsen, besteht ein zunehmender Bedarf an kostengünstigen Überwachungs- und Datenanalyselösungen, um das komplexe aerodynamische und akustische Verhalten der Blätter zu verstehen, die Leistung zu verbessern und die Betriebskosten zu senken.


Projektziele

Das Ziel dieses Projektes ist es, erstmalig ein MEMS-basiertes Oberflächendruck- und Akustik-Messsystem für Windenergieanlagen entwickelt, welches dünn, nicht-intrusiv, robust, modular, energieautark, drahtlos, einfach zu installieren und kostengünstig ist. Das System wird neuartige eingebettete Signalverarbeitungslösungen, gegebenenfalls einschliesslich künstlicher Intelligenz, zur On-Board-Kalibrierung und Korrektur der Messgrössen sowie eine digitale Zwillingsplattform zur effektiven Datennutzung und Wertschöpfung integrieren. Sein modularer und skalierbarer Aufbau wird die Überwachung von Windenergieanlagen in einem völlig neuen Massstab ermöglichen.

Die Forschungsziele sind:

  • Forschungsziel 1: Definition der Systemanforderungen für die Hauptkundengruppen.
  • Forschungsziel 2: Entwicklung intelligenter Sensorkorrektur- und Kalibrierverfahren.
  • Forschungsziel 3: Design & Entwicklung eines selbstversorgenden Messsystems für die höchsten Anforderungen, die in Forschungsziel 1 definiert wurden.
  • Forschungsziel 4: Design & Entwicklung einer digitalen Zwillingsplattform inklusive On-Board-Signalverarbeitung.
  • Forschungsziel 5: Aufbau, Test & Validierung eines Prototypensystems (Labor, Windkanal & Feld).
  • Forschungsziel 6: Veröffentlichung eines einzigartigen Satzes von aerodynamischen & akustischen Feldmessdaten.
  • Forschungsziel 7: Demonstration des potenziellen Mehrwerts des Systems.
  • Forschungsziel 8: Entwicklung von Business Cases & Kommerzialisierungsplänen.

 

Projektpartner

Dieses Projekt wird von Sarah Barber von der HSR IET geleitet und wird durchgeführt zusammen mit den folgenden Partnern:

 

Die Mitglieder des Beirats sind:

  • Enercon GmbH (Deutschland).
  • GE Renewable Energy (Deutschland).
  • Senvion GmbH (Deutschland).
  • EKZ Renewables (Schweiz).
  • Brüel & Kjaer (Deutschland).
  • Fraunhofer IWES (Deutschland).
  • TU Delft (Niederlande).
  • TNO ECN (Niederlande).
  • NREL (USA).
  • Dänische Technische Universität (Dänemark).

 

Finanzierung

Dieses Projekt wird von April 2020 bis März 2023 durch das Schweizer Programm BRIDGE Discovery finanziert.

Kontakt

Dr.-Ing. Sarah Barber
Oberseestrasse 10
CH-8640 Rapperswil SG
+41 (0)55 222 42 62

sarah.barber(at)hsr.ch