TOP-VIMS

Windenergieanlagen spielen eine Schlüsselrolle in der Energiewende – zugleich sind ihre akustischen Emissionen ein entscheidender Faktor für Genehmigung, Akzeptanz und Standortwahl. Das Ziel des Projekts TOP-VIMS war es daher, Tonhaltigkeiten (wahrnehmbare Einzeltöne im Gesamtgeräusch) frühzeitig vorherzusagen und durch gezielte Designmaßnahmen zu reduzieren.

Wölfel übernahm dabei zentrale Aufgaben in den Bereichen Messtechnik, Simulation und vibroakustische Datenanalyse.
Durch innovative Mess- und Simulationsmethoden wurde eine neue Bewertungsmethodik geschaffen, die es ermöglicht, tonale Geräuschquellen frühzeitig im Entwicklungsprozess zu identifizieren – noch bevor ein physischer Prototyp existiert. Dies ist ein entscheidender Schritt für leisere, effizientere und wirtschaftlichere Windenergieanlagen.

Wölfels Beitrag zum Projekterfolg

Im Teilvorhaben der Wölfel Engineering GmbH + Co. KG wurden messtechnische, analytische und simulative Verfahren entwickelt, um strukturmechanische und akustische Zusammenhänge innerhalb einer Windenergieanlage präzise zu erfassen und zu bewerten.
Wesentliche Arbeitspakete umfassten:

• Entwicklung eines modularen Messsystems zur zeitsynchronen Erfassung von Beschleunigungs- und Luftschallsignalen in Gondel, Turm und Rotorblatt.
• Durchführung mehrerer Messkampagnen an einer GE-Prototypenanlage, inkl. Shaker-Tests zur gezielten Anregung des Getriebes.
• Analyse tonaler Emissionen auf Basis von IEC 61400-11 sowie KI-gestützte Verfahren zur Ursachenidentifikation.
• Aufbau eines gekoppelten Simulationsmodells (MKS/FEM) zur akustischen Bewertung.
• Validierung der Modelle durch reale Messdaten und Transferpfadanalyse (TPA).

Das Ergebnis ist eine durchgängige Simulationskette, mit der das akustische Verhalten einer Windenergieanlage bereits im Designprozess bewertet werden kann. Damit lassen sich konstruktive Optimierungen und Tilgerstrategien zielgerichtet planen – ein erheblicher Fortschritt für die Entwicklungsprozesse von OEMs.

Nutzen und Anwendung

Die im Projekt entwickelten Methoden ermöglichen Wölfel künftig:

• eine ganzheitliche NVH-Bewertung (Noise, Vibration, Harshness) von Windenergieanlagen,
• die gezielte Reduktion tonaler Geräusche durch Simulation statt Versuch,
• und die Integration vibroakustischer Analysen in die frühe Entwicklungsphase neuer Anlagenkonzepte.

Darüber hinaus eröffnen die Ergebnisse neue Anwendungsmöglichkeiten in anderen Branchen, etwa Maschinenbau oder Fahrzeugtechnik.