Bachelor- / Masterarbeit: Auslegung und Modellierung eines 15-MW-Antriebsstrangs für Offshore-Windenergieanlagen

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windkraftanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.

Der steigende Bedarf an erneuerbaren Energien und die Nutzung von Offshore-Windressourcen führen dazu, dass Windparks weiter ins offene Meer und in tiefere Gewässer verlagert werden. Die Auslegung und Modellierung detaillierter Antriebsstränge ist dabei von zentraler Bedeutung für die Forschung und Entwicklung schwimmender Offshore-Windenergieanlagen.

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird ein Antriebsstrang für die IEA 15MW FOWT ausgelegt und in einem Mehrkörpersimulationsmodell (MKS) abgebildet. Basierend auf den empfohlenen Auslegungslasten und -kriterien wird zunächst ein mögliches Layout für ein Getriebe vorgeschlagen. Das ausgewählte Layout wird anschließend hinsichtlich Gewicht, Bauraum und Lastverteilung optimiert. Ein hochdetailliertes dynamisches Modell des Antriebsstrangs wird mit Hilfe eines MKS-Ansatzes erstellt. Dabei wird überprüft, dass im normalen Betriebsbereich keine Resonanzerscheinungen auftreten.

Aufgaben:

• Einarbeitung in die Mehrkörpersimulationssoftware Simpack
• Entwurf und Optimierung eines Antriebsstranglayouts gemäß relevanter internationaler
• Modellierung eines hochgenauen numerischen Mehrkörpersimulationsmodells (MKS) des Antriebsstrangs
• Vergleich des entwickelten Modells mit einem vorhandenen vereinfachten Modell und Bewertung des Resonanzverhaltens

Voraussetzung:

• Motivation zum selbstständigen und verantwortungsbewussten Arbeiten
• Vorkenntnisse in der Mehrkörpersimulation und entsprechende Softwarekenntnisse (z. B. Simpack) sind wünschenswert, aber nicht zwingend erforderlich
• Programmierkenntnisse (insbesondere in MATLAB) sind von Vorteil

Wir bieten:

• Fachliche Betreuung und Zusammenarbeit in einem engagierten Team
• Sofortiger Beginn und zügiger Fortschritt der Abschlussarbeit
• Die Abschlussarbeit kann auf Englisch verfasst werden
• Möglichkeit zur Veröffentlichung der Ergebnisse in einer Fachpublikation – abhängig von der Qualität der Abschlussarbeit

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Jinqiu Pan, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
jinqiu.pan@cwd.rwth-aachen.de