Herzlich Willkommen bei der Vorstellung
unseres Leistungsangebotes
- Inhalt -
- Unsere Akkreditierung lesen- Selbsteinschaetzung lesen
- Unsere Messwerterfassung lesen
- Belastungsmessungen an Windenergieanlagen nach IEC 61400–13 lesen
- Leistungskennlinienvermessungen nach IEC 61400–12.1 lesen
- Kalibration von Anemometern nach MEASNET - Standard lesen
- Messungen fuer Ertragsprognosen lesen
- Bauteildetailuntersuchungen wie lesen
. - Rotorblattschwingungen lesen
. - Getriebebelastungen lesen
. - Turmschwingungen, Turmflanschspannungen, Turmschraubenbelastungen lesen
. - Bewegungen der Turmfundamenteinbausektion im Betonkoerper des Fundamentes lesen
- Optimiertes patentiertes Windnachfuehrungsverfahren lesen
- Anemometer, welches die Kriterien der IEC 61400-12.1 und von Risoe erfuellt lesen
- Hochaufloesende Windfahne lesen
- Gepruefte Messmaste mit Messhoehen von 10m bis 120m lesen
- Unsere Adresse lesen
- Unser Einzugsgebiet lesen
- Unsere Auftraggeber lesen
Die optimale Fensterbreite fuer alle Texte ist 800 Pixel.
Unsere Adresse
Ing.-Buero Dr.-Ing. Dieter FreyBuergermeister - Kroeger – Str. 17
D 21244 Buchholz – Sproetze
Tel. 0 41 86 / 55 51 Fax 0 41 86 / 50 44
e-mail: dieter.frey@t-online.de
Inhalt
Selbsteinschaetzung
Auf Messungen folgender technischer Werte haben wir uns spezialisiert:- mechanische Spannungen auch unter schwierigen Bedingungen
- Drehzahl und Frequenz
- mechanische und elektrische Leistungen
- elektrische Eigenschaften (EMV)
- Bauteilbewegungen in Getrieben und zwischen Maschinenteilen
- Ausrichtung von Maschinen
- Schwingungen und Geraeuschen in Maschinen
- von Wind und Wetter mit eigenen von 10m bis zu 120m hohen Messmasten
Alles zeichnen wir mit Computern auf und koennen gleichzeitig 32, 64, 96 und mehr Kanaele
mit bis zu 1000 Hz messen.
Auch 80 kHz bei nur wenigen Messkanaelen sind keine Huerde.
Langsame Messungen ueber sehr lange Zeitraeume sind moeglich.
Unsere Arbeit soll dazu dienen, die Erfahrungen zu mehren und die Theorien zu verbessern.
Die Berechnung von Maschinen wollen und koennen wir nicht ersetzen, sondern ergaenzen.
Inhalt
Unsere Messwerterfassung
Um die Messdaten zu erfassen, setzen wir ein selbstentwickeltes digitales Messwerterfassungssystem ein, dasseinen Ursprung in 1985 hat, als das erste Mal die Aufgabe bestand, auf Seeschiffen automatisierte Messungen
mit digitaler Aufzeichnung ueber Wochen durchzufuehren.
Mit der Standardausruestung des Messsystems koennen heute Messungen mit 32 Kanaelen und einer
maximalen Abtastfrequenz von 1000 Hz / Kanal durchgefuehrt werden. Das System kann modular um jeweils
32 Kanaele erweitert werden, wobei die maximale Abtastfrequenz von 1000Hz / Kanal erhalten bleibt.
Die Messungen koennen als Dauermessungen laufen. Von Hand ausgeloeste Messungen und
Triggermessungen sind moeglich.
Auf dem Format der speicherplatzsparenden Messwertdateien aufbauend, verfuegt das Messlabor ueber eine
praxisgerechte, leicht handhabbare Darstellungssoftware, die jedem Messbericht beigefuegt wird.
Mit jedem Messbericht wird eine Uebersetzungssoftware mitgeliefert, so dass die Messdaten in ein
Ascii-Format uebertragen werden koennen und so mit allgemein verfuegbaren Darstellungsprogrammen
eigene Untersuchungen angestellt werden koennen.
Jedermann kann die Messdaten mit seiner gewohnten Auswertesoftware weitergehend untersuchen.
Fuer gaengige Auswertungsprogramme, die alle ein eigenes Dateiformat haben, wird mit dem Messbericht
eine Uebersetzungssoftware geliefert, so dass kleinstmögliche Dateien erzeugt werden, die direkt eingelesen
werden können.
Inhalt
Belastungsmessungen an Windenergieanlagen nach IEC 61 400 - 13
Ziel:
Mit der Messung werden die "globalen" Lasten auf die Windenergieanlage erfasst.Globale Lasten sind Schnittlasten an der Blattwurzel, der Rotorwelle, am Turmkopf und am Turmfuss.
An den selben Schnittstellen werden bei der Auslegung die Schnittlasten errechnet. So kann die Rechnung leicht
mit der Messung abgeglichen werden.
Hauptziel ist es, die Betriebsfestigkeitslasten und Extremlasten zu erfassen.
Die Betriebsfestigkeitslasten werden aus Messreihen des normalen Betriebes abgeleitet.
Fuer die Extremlasten sind besondere Versuche erforderlich, die bei starkem und schwachen Wind durchgefuehrt
werden.
Mit der Fast Fourrier Transformation ( FFT ) werden die in der Anlage vorhandenen Eigenfrequenzen ermittelt.
Messstellen:
- Schwenkmoment in einem Blatt ( sinnvoll sind alle drei Blaetter)- Schlagmoment in einem Blatt ( bei Pitchanlagen sinnvoll alle drei Blaetter )
- Biegemoment in der Rotorwelle an zwei um 90° zueinander stehenden Achsen ( ausreichend ist eine Achse )
- Torsionsmoment in der Rotorwelle
- Biegemoment im Turmkopf in zwei Achsen ( nicht verlangt, kann sinnvoll sein )
- Torsionsmoment im Turmkopf ( nicht verlangt, jedoch sehr sinnvoll )
- Elektrische Leistung
- Rotordrehzahl
- Azimutwinkel
- Windgeschwindigkeit auf einem Messmast in Nabenhoehe
- Windrichtung auf einem Messmast in Nabenhoehe
- Lufttemperatur
- Luftdruck
Durchfuehrung:
Die Messung wird in vollen Umfang aufgebaut und alle Messstellen werden gleichzeitig erfasst.Die empfohlene Abtastfrequenz betraegt das 10fache der Rotorblattschwenkeigenfrequenz, etwa 25 Hz.
Die Messung wird als automatische Dauermessung ausgefuehrt.
Bericht:
In dem Bericht wird in knapper Form der Messaufbau dargelegt. Die Messreihe wird zu 100% auf CDsgebrannt und zusammen mit einer Visualisierungssoftware dem Auftraggeber uebergeben.
Die Messdaten koennen von dem Auftraggeber mit eigener Software weiterverarbeitet werden.
Die in der Norm empfohlene Auswertung wie Capturematrix, Eigenfrequenzen und Lastspektren werden dargestellt.
Der Bericht entspricht der Norm, so dass er einer Zertifizierungsstelle vorgelegt werden kann.
Wenn der Auftraggeber die gerechneten Lasten zur Verfuegung stellt, koennen diese den gemessenen Lasten
gegenuebergestellt werden.
Messmast:
Die Norm schreibt einen vor der Anlage stehenden Messmast vor.Sehr sinnvolle Ergebnisse koennen auch mit Anemometern auf der Gondel erreicht werden.
Faellt die Entscheidung fuer eine Messung mit Messmast, so bieten wir, um die Kosten fuer
derartige
Messungen in Grenzen zu halten, sehr preiswerte Messmaste an.
Es stehen Maste mit einer Messhöhe von 10m bis 120m zur Verfuegung.
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Inhalt
Leistungskennliniennvermessung
nach IEC 61 400 - 12.1
Ziel:
Die Leistungskennlinie - der Zusammenhang zwischen Leistungsabgabe und Windgeschwindigkeit - soll so erfasstwerden, dass fuer viele Standorte eine zuverlaessige Vorhersage des zu erwartenden Ertrages gemacht werden
kann, wenn die am Standort herrschende Windgeschwindigkeit ausreichend genau bekannt ist.
Die Leistungskennlinie ist die Basis fuer die Berechnung der Einspeiseverguetung nach dem
EEG und des
Ueberganges von der hohen in die niedrige Einspeiseverguetung.
Messstellen:
- Windgeschwindigkeit auf Nabenhoehe auf einem Messmast im Abstand des 2,5-fachen Durchmessers- Windrichtung auf Nabenhoehe auf einem Messmast
- Lufttemperatur
- Luftdruck
- Elektrische Leistung (unmittelbar vor der Trafostation)
- Regen ( ja / nein )
- Status der Anlage
Optional:
- Rotordrehzahl
- Pitchwinkel
- Azimutwinkel
Durchfuehrung:
Die Messung wird in vollem Umfang aufgebaut und als Dauermessung in Betrieb gehalten.Die Messung wird als automatische Dauermessung ausgefuehrt.
Ist die zu vermessende Windenergieanlage ein Prototyp, muss in der Regel zuerst der geplante Betrieb
in die Praxis umgesetzt und ueberprueft werden. Meist ergeben sich waehrend der Messung Fragen,
die es messtechnisch zu untersuchen gilt.
Der Auftraggeber kann die Betriebsweise der Anlage im Messzeitraum aendern und so die Leistungskennlinie
optimieren. Der Bericht wird ueber einen vom Auftraggeber festgelegten Zeitraum erstellt, in dem eine einzige
Betriebsweise herrscht und die Anlage in einer einzigen Einstellung laeuft.
Der Bericht entspricht im Umfang den Anforderungen aus der IEC 61 400 - 12.
Der nach IEC 61 400 - 12 standardisierte Jahresenergieertrag wird angegeben.
Der Referenzertrag nach dem Erneuerbaren Energien Gesetz ( EEG ) wird berechnet.
Messmaste:
Um die Kosten fuer derartige Messungen in Grenzen zu halten, bieten wir sehr preiswerte Messmaste an.Es stehen Maste von 10m bis 120m zur Verfuegung. lesen
Inhalt
Kalibration von Anemometern nach MEASNET - Standart
Jedermann bieten wir die Kalibration seiner Anemometer nach MEASNET-Standart an.Auf der Homepage von MEASNET sind wir als Messlabor aufgefuehrt, das an dem Ringversuch 2004 erfolgreich
teilgenommen hat und berechtigt ist, die Pruefscheine mit seinem MEASNET-Stempel zu kennzeichnen.
Inhalt
Messungen fuer Ertragsprognosen
Viele Windenergieanlagenprojekte werden nur auf der Basis von rechnerischen Windgutachten geplant undausgefuehrt. Die den rein rechnerischen Windgutachten zu Grunde liegenden Messdaten von Wetterdiensten
sind in der Regel nicht fuer eine spaetere Windenergieertragsprognose erfasst worden, sondern dienten
haeufig lediglich statistischen Zwecken.
Fuer den Betreiber von Windenergieanlagen kann sich hieraus eine positive aber auch eine sehr negative
Ueberraschung ergeben, wobei die negativen Ueberraschungen haeufiger sind, da bei einer Prognose, die
wenig Wind vorhersagt, in der Regel nicht gebaut wird.
Unser Buero fuehrt keine rein rechnerische Ermittlung des Windangebotes durch, sondern bietet stattdessen die
messtechnische Standortuntersuchung an.
Messaufbau:
Auf einem vom Auftraggeber in der Hoehe festgelegten Messmast werden die Anemometer und eineWindfahne angebracht.
Der Luftdruck und die Lufttemperatur werden gemessen.
Die Messung ist als Dauermessung angelegt und wird ueblicherweise fuer einen Jahreszyklus aufrechterhalten.
Die Messmaste haben eine eigene Energieversorgung fuer die Messgeraete.
Messbericht:
Ueber den Messzeitraum wird ein Messbericht erstellt, aus dem die Windgeschwindigkeitsverteilung und dieWindrichtungsverteilung hervorgeht.
Die gemessenen Rohdaten koennen vom Auftraggeber nach selbstgewaehlten Kriterien weiter ausgewertet werden.
Die Messdaten werden streng vertraulich behandelt.
Ertragsprognose:
Auf der Basis der Messdaten, der Gelaendestruktur um den Mast und langjaehriger Winddaten wird eineErtragsprognose fuer Einzelanlagen und Windparks erstellt.
Messmaste:
Um die Kosten fuer derartige Messungen in Grenzen zu halten, bieten wir sehr preiswerte Messmaste an.Es stehen Maste von 10m bis 120m zur Verfuegung. lesen
Inhalt
Bauteildetailuntersuchungen
Mit den Belastungsmessungen nach IEC 61400-13 lassen sich nicht alle in einer Windenergieanlageauftretenden Bauteilbelastungen erfassen.
Die globalen Lasten koennen mit den Regeln der Statik nicht sinnvoll an alle Stellen in der Windenergieanlage
uebertragen werden.
In schwingungsfaehigen Maschinen kann es in einzelnen Bereichen zu lokalen Resonanzen kommen, deren
Lasten das betreffende Bauteil extrem belasten, jedoch in den Sensoren der globalen Lastmessung nicht
ansatzweise erkannt werden.
Einige Beispiele seien angefuehrt.
Rotorblattschwingungen
Die globalen Lasten des Rotorblattes werden an der Blattwurzel gemessen. Dort ist der Blattkoerper dick unddie Daempfung des Glaskoerpers immer noch ausreichend, so dass nicht erkannt werden kann, dass die
Blattspitze ein Eigenleben fuehrt und mit recht hoher Frequenz schwingt.
Die Sensoren in der Blattwurzel sind mehr als 20m entfernt von der Blattspitze und auf eine vielfache Last eingestellt.
Die Spannungsamplituden in der Blattspitze erreichen Groeßenordnungen, die aehnliche Spannungen ergeben
wie in der Blattwurzel. Die Lastwechselzahl ist jedoch deutlich hoeher.
Im Blattspitzenbereich von Windenergieanlagen zu messen ist eine Herausforderung an die Messtechnik.
Inhalt
Getriebebelastungen
Bei wegen der besseren Aerodynamik drehzahlvariablen Windenergieanlagen durchfaehrt der Triebstrangunter Umstaenden Eigenfrequenzen von Getriebebaugruppen, was zu Lastueberhoehungen fuehren kann,
aber nicht muss. In Vortraegen wurde z.B. auf schaedliche Einfluesse von Schwingungen im Bereich
von 100 ..150 Hz hingewiesen.
Das beschriebene Phaenomen haben wir nachgemessen, jedoch nichts gefunden. Wer hat nun recht?
War es ein Messfehler? Wahrscheinlich nicht.
War es ein Rechenfehler? Wahrscheinlich nicht.
Das Rechenmodell war vielleicht nicht umfangreich genug.
Andere Ursachen fuer Getriebeschaeden konnten wir mit Messungen zweifelsfrei aufzeigen.
Inhalt
Turmschwingungen, Turmflanschspannungen, Turmschraubenbelastungen
In einer Veroeffentlichung, die auf einer FE - Rechnung basierte, wurde vor vielen Jahren darauf hingewiesen,dass sich im Bereich des oberen Turmflansches, abhaengig von der Bauart des Azimutlagers, hohe lokale
Spannungen ergeben koennen. Wie hoch die Spannungen wirklich waren, konnte erst nach einer Messung
einigermaßen sicher gesagt werden.
Die Ursache, warum eine Gondel beinahe vom Turm gestuerzt waere, laesst sich messtechnisch leicht und
schnell finden.
Eine Pruefung der Rechnung haette nicht mehr viel gebracht. Es hatten ja schon ein Statiker gerechnet und zwei
geprueft. Der vorgeschriebene Rechenweg war einfach nicht ausreichend gewesen. Zugegeben, eine auf halb
acht haengende Gondel setzt auch bei dem Statiker noch einmal Phantasie frei.
Die Flansche von Tuermen hatten in der Vergangenheit schon teilweise erstaunliche Dimensionen - gemeint
ist viel zu massiv fuer das duennewandige Turmrohr. Nur detaillierte FE-Rechnungen und wiederholte Messungen
konnten hier Abhilfe schaffen, so dass ein Turmflansch heute einigermaßen so aussieht wie es die Vorstellung aus
dem Studium lehrt.
Inhalt
Bewegungen der Turmfundamenteinbausektion im Betonkoerper des Fundamentes
Bei Fundamenten mit schlaffer Bewehrung im Fundamentkoerper kommt es an einigen Ausfuehrungenzu Rissen und Abplatzungen im Betonkoerper innen und außen nahe der Fundamenteinbausektion.
Um die aktuelle Schaedigung zu erfassen und deren weitere Entwicklung zu beobachten und zu dokumentieren,
bieten wir neutrale Einzelmessungen an, die die Bewegung des Einbauteiles im Betonkoerper aufzeigen.
Die Messungen werden an Tagen mit geeignetem Wind in kurzer Zeit kostenguenstig ausgefuehrt.
Erscheint es unserem Auftraggeber notwendig, die Bewegung dauerhaft ununterbrochen zu messen, und ggf. Alarm
zu schlagen, so ist dies mit unserer Erfahrung aus den Betriebsbelastungsmessungen leicht moeglich.
Inhalt
Optimiertes patentiertes Windnachfuehrungsverfahren
Fuer eine optimierte Windnachfuehrung muessen drei, auf jeder Windenergieanlage leicht verfuegbare Groeßen
miteinander verknuepft werden:
- die Windgeschwindigkeit
- die erzeugte Leistung
- die hinter dem Rotor gemessene Windrichtung
Auf ein Verfahren, wie diese Groeßen miteinander verknuepft werden, haben wir ein Patent.
In mehr als 35 Anlagen von unterschiedlichen Herstellern sind unsere Geräte
zur optimierten Windnachführung
eingebaut.
Alle Systeme sind mit nachgewiesenen Ertragssteigerungen von 4% ... 6% erfolgreich.
Inhalt
Anemometer und Windfahne
In der Vergangenheit wurde in mehreren Forschungsprojekten erkannt, dass Anemometer nicht gleich Anemometer ist.
Die Forschungsergebisse sind jedoch schwer zugaenglich.
In eigenen vergleichenden Untersuchungen des Verhaltens von Anemometern wurde
erkannt, dass zwischen unterschiedlichen Anemometertypen bei einer mittleren
Windgeschwindigkeit von 10 m/s sich eine Abweichung von 0,3 ... 0,5 m/s ergeben kann.
Fuer eine Leistungskennlinienvermessung sind diese Abweichungen gravierend.
Unsere Ergebnisse stimmen im Wesentlichen mit den Forschungsergebnissen ueberein.
Anemometer Frey80115
Datenblatt Anemometer
Nicht streng pysikalisch ausgedrueckt zwei Feststellungen:
- Das Ergebnis eines Anemometers mit leichtgaengiger Mechanik, das die geringste Windgeschwindigkeit
misst, ist das Richtigere.
- Das in der Funktion des Schalensternanemometers begruendete Nachlaufen des Anemometers, wenn die
Windgeschwindigkeit faellt, verfaelscht das Messergebnis am meisten und ist die Hauptursache fuer eine zu
hoch angegebene Windgeschwindigkeit.
Anemometer, die zuviel messen, ergeben zu optimistische Standortprognosen.
Anemometer, die weniger messen, ergeben gute Leistungskennlinien von Windenergieanlagen.
Die derzeitig vorherrschende Meinung ueber die ideale Funktion eines guten Anemometers verlangt:
- ein Schalensternanemometer mit drei Schalen
- ein cosinus - aehnliches Verhalten bei Schraeganstroemung von unten bzw. oben
- ein Anemometer, das leicht von alleine anlaeuft
- ein Nachlaufen bei fallender Windgeschwindigkeit, so kurz wie moeglich
- sehr geringe Lagerreibung
- geringe Temperaturabhaengigkeit der Lagerreibung
Die Anforderungen wurden erstmals von Risoe unter Mitwirkung unseres Messlabores formuliert.
In etwa aehnliche Anforderungen enthaelt die IEC 61 400-12.1 CDV.
Ein Anemometer, das die Anforderungen von Risoe in vollem Umfang erfuellt, wurde von uns entwickelt und wird
derzeit auf die Dauerbetriebstauglichkeit in der Felderprobung geprueft.
Das Anemometer wird zum Verkauf angeboten. Die Nullserie ist verkauft.
Auf Wunsch werden die Anemometer nach MEASNET-Standard kalibriert geliefert.
Zu dem Anemometer gibt es eine passende Windfahne mit verschleißfreiem
Messwertaufnehmer und einer Aufloesung von 0.7°.
Windfahne Frey300140
Datenblatt Windfahne
Inhalt
Gepruefte Messmaste bis zu einer Messhoehe von 120m
Die Messmaste haben wir selbst entworfen, berechnet und unabhaengig pruefen
lassen und koennen so Messmaste fuer Messhoehen zwischen 10m und 120m anbieten.
Die Maste sind fuer deutsche Windzone 3 bemessen ( Wind und Eis nach Norm ).
Auslegungen fuer exterme Wetterbedingungen koennen wir im Bedarfsfall schnell
ausfuehren.
Die Maste koennen auf jeder Hoehe mit Messgeraet ausgestattet werden.
Das Baugenehmigungsverfahren fuehren wir selbst durch.
Vorzugsweise wollen wir mit den Masten selbst messen, sind jedoch auch bereit
die Maste zu verleihen.
Die Messmaste bieten wir zur Dauernutzung an, so dass bei mehrfacher Nutzung
die Leihgebühren vollstaendig entfallen.
Den Transport und die Lagerung zwischen zwei Messungen uebernehmen wir.
Messmast mit zwei Messebenen bei 98m und 90m.
Inhalt
Unser Einzugsgebiet
Derzeit haben wir Messstandorte- in der Bundesrepublik Deutschland
- in an die Bundesrepublik angrenzenden EU Staaten
- in den USA
Wir sind bereit ueberall auf der Erde zu messen, ausgenommen in Krisen- und Kriegsgebieten.
Inhalt
Unsere Auftraggeber
- Windenergieanlagenhersteller- Einzelkomponentenhersteller
- Windenergieanlagenbetreiber
Wir kommen aus der Windenergie, sind jedoch auch fuer andere Aufgaben offen, z.B. haben wir eine
dauerhafte Lastueberwachung mit 60 Messstellen im Doppelboden eines Schiffes ausgefuehrt.
Das Buero hat sich zu absoluter Neutralitaet und Verschwiegenheit verpflichtet.
Inhalt
Unsere Akkreditierung
Unser Buero hat:
- eine Akkreditierung nach DIN EN ISO / IEC 17025:2000 fuer
-- Belastungs- und Erprobungsmessungen
-- Messung der Leistungskennlinie.
- erfolgreich am Ringversuch der Foerdergesellschaft fuer Windenergie ( FGW ) zur
Ermittlung der Leistungskennlinie nach dem Erneuerbaren Energien Gesetz ( EEG )
teilgenommen und steht bei der FGW auf der Liste der zugelassenen Messinstitute
fuer die Vermessung der Leistungskennlinie und der Bestimmung des Referenzertrages
nach dem EEG.
- die daenische Zulassung fuer Measurements of „ Basic Tests " of Wind Turbines according to
"Technical Criteria for Type Approval and Certification of Wind Turbines in Denmark."
teilgenommen.
Inhalt
© 2005 Dieter Frey. Letzte Aenderung am 23. November 2009.
Fuer alle Texte, auf die wir durch einen Link hinweisen, sind wir nicht verantwortlich.