Gemeinsam mit der Automation Systems Group, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster des Instituts für Computer Engineering der TU Wien und dem Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster) hat das IET die DigiWind-Platform Architektur open source als GitHub Repository veröffentlicht.

Windenergiesysteme stellen spezielle Herausforderungen an digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge werden im Bereich Windenergie primär für Komponenten oder sehr große Systeme entwickelt. Das Ziel des einjährigen, vom vgbe, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster geförderte, Forschungsprojektes DigiWind war es, die Architektur eines digitalen Zwillings für modulare Strukturen zu erweitern und für erneuerbare Energien zu erschließen, um den Brückenschlag zwischen industrieller Praxis und den Technologien von morgen zu schaffen.

Digitale Zwillinge bieten viele Möglichkeiten, Daten während des Betriebs auszuwerten, zu nutzen und gewinnbringend auf das reale System zurückzuführen. Speziell für die Windenergiebranche ist eine sehr lange Lebensdauer der Systeme mit ständigen Änderungen der Umgebung und des Systems. Dies kann beispielsweise durch Veränderungen an den Windenergieanlagen passieren, etwa der Retrofit von aerodynamischen Verbesserungen, aber ebenso durch Anpassungen der Regler oder Eingriffe in die Umgebung, etwa durch die Errichtung von Gebäuden. Um dies abzubilden, sind modulare Modelle sowie die Infrastruktur zur Verwaltung der Modelle, der Daten und der Simulationen notwendig.

Die DigiWind Plattform ist in der Lage, modulare Simulationsmodelle zu verwalten und die Simulationen automatisch zusammenzustellen. Das DigiWind GitHub Repository, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster enthält die Infrastruktur für die Verknüpfung verschiedener Simulationsmodelle, mit der User selbstständig eigene Services erstellen können, die die Basisfunktionalitäten der Plattform nutzen. Third-party Modelle können dabei einfach via FMUs integriert werden.

Der erfolgreiche Abschluss eines gelungenen Forschungsprojektes

Mit der Veröffentlichung der Plattform ist auch das Forschungsprojekt DigiWind abgeschlossen. Nach einem Jahr intensiver Arbeit an einem Modell für einen digitalen Zwilling für Windenergiesysteme, das einige online Workshop-Wochen und zwei Forschungstreffen der Projektpartner_innen in Wien und Bremerhaven beinhaltete, ist DigiWind erfolgreich beendet. Während der Zusammenarbeit haben sich jedoch einige Ideen gebildet, welche Potential für weitere Forschung besitzen.

Derzeit forscht beispielsweise Carlotta Tubeuf (IET) im Rahmen ihrer Dissertation und in Zusammenarbeit mit Niklas Requate (Fraunhofer IWES) an der Möglichkeit, durch Reinforcement Learning Algorithmen eine optimale Betriebsstrategie für Windturbinen zu berechnen, bei der durch gezieltes Abregeln die Lebensdauer der Anlage verlängert und somit der Ertrag dieser maximiert werden kann.

Es bleibt also der Blick in die Zukunft und die Frage „Wie wird die Zukunft einer holistischen, integrierten Steuerung eines Windparks mithilfe der DigiWind Plattform aussehen?“

Weiterführende Links: (zu Originalpublikationen, Projektwebsite etc.)

DigiWind-Plattform Repository, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

DigiWind-Plattform auf Zenodo, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Projektbeschreibung TU Wien

Projektbeschreibung Fraunhofer IWES, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Kontakt:

Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.-habil. René Hofmann
TU Wien
Institut für Energietechnik und Thermodynamik
Getreidemarkt 9/E302, 1060 Wien
Telefon: +43 1 58801 302 327
E-Mail: rene.hofmann@tuwien.ac.at