Nyt center skal forlænge havmøllers levetid

Hvert år bruges milliarder på at vedligeholde danske havvindmølleparker. Havmøllerne udsættes for langt mere brutale vejrforhold end vindmøller på land. For at kunne modstå det voldsomme vejr, gør man dele af møllerne større, men det kan føre til en belastning af de mindre dele, som går i stykker og skal udskiftes med høje omkostninger til følge.

Det problem vil man forsøge at løse i det nye forskningcenter REWIND, som er et seksårigt projekt bestående af både forskere og aktører. Centeret er støttet af Det Strategiske Forskningsråd og har base på DTU, hvor professor Jesper Henri Hattel fra DTU Mekanik står i spidsen for projektet som centerleder. Aktørerne er både vindmølleproducenter og aftagere af vindmøller, og blandt andet Dong Energy, Vattenfall og Vestas deltager i projektet.

Vil tilbagespole processen
Partnerne skal således undersøge, hvad der går galt i fremstillingsprocessen af havmøllerne, og hvordan det kan ændres, så møllernes dele eller "drivetrains" kan gøres mere pålidelige. Man vil simpelthen spole processen tilbage, "rewinde" den. Og det er noget helt nyt, at forskere og forskellige energiaktører går sammen og kommunikerer mellem faggrænserne, mener Jesper Henri Hattel.

"Vi skal se, om man kan fremstille nogle matematiske modeller, som kan fortælle os, hvordan egenskaberne er, når vi begynder at belaste komponenten. Det vil sige, at vi rent faktisk har nogle aktører, som taler sammen; både producenter, aftagere af strøm og forskere. Vi ser på hele kæden af fremstillingsprocessen, materiale, og drift. Det er ganske unikt, at man gør det. Ofte gælder det om at placere et ansvar i stedet for at finde fejlen," siger han.

Vægtpres fører til overbelastning
Det tværfaglige forskningssamarbejde er blevet til efter problemerne med driftsikkerhed og defekte dele i havvindmøllerne. En af havmøllens større dele er hovedakslen, der overfører vinden til møllens gearkasse, som går ind i den elektriske generator og producerer strøm. For at sikre akslens robusthed, opskaleres den, men det medfører ofte en overbelastning af møllens maskinrum, kaldet "nacellen". For eksempel går især lejer og tandhjul i gearkassen i stykker. Det kan ske, fordi de enten er fejldimensionerede eller uhensigtsmæssigt fremstillet, men også på grund af vægtpresset, forklarer Jesper Henri Hattel.

"Vi skal se på, hvorfor delene går i stykker, udover at de selv er fremstillet dårligt. Det sker, fordi belastningerne er for store, så vi skal prøve at reducere dem. Så vi skal også se på de dele, som ikke går i stykker, men bare er tunge. Jeg er temmelig overbevist om, at vi kan reducere vægten på nogle af delene, men spørgsmålet er hvor meget. Vi skal modelere, hvad der foregår ved hjælp af avanceret computerteknologi og matematik og fysik," uddyber han.

Det vil sige, at vi rent faktisk har nogle aktører, som taler sammen: både producenter, aftagere af strøm og forskere. Vi ser på hele kæden af fremstillingsprocessen, materiale, og drift. Det er ganske unikt, at man gør det. Ofte gælder det om at placere et ansvar i stedet for at finde fejlen

Jesper Henri Hattel
Professor, DTU Mekanik

Analyse af delenes pålidelighed
Det endelige mål med forskningen er at kunne give såkaldte "reliability-analyser", hvor man tager delenes fremstillingsprocesser, belastningsscenarier og tidsrækkeanalyser for vindbelastning i betragtning. Således vil man lettere kunne forudse komponenternes pålidelighed, når de udsættes for bestemte scenarier.

"Vi vil nok ikke ende med at fortælle, hvordan møllerne skal konstrueres. Men vi vil skabe et designgrundlag for dem, der konstruerer dem. Det er sandsynligt, at vi kan give de guidelines om seks år, men det er jo forskning, og man kan selvfølgelig aldrig være helt sikker," fortæller DTU-professoren.

Besparelser i sigte
Der er klare økonomiske besparelser at hente ved at få havmøllernes dele til at holde længere for både vindmølleproducenter og aftagere. Dels fordi man hverken skal producere eller montere nye gearkasser lige så ofte. Dels fordi monteringen på møllen er et større projekt, hvor man mister den strøm, som møllen ellers kunne have produceret.