Auswertung

Die Auswertung

Die Auswertung der Daten wurde mithilfe des Programms „Trendy“ vorgenommen. Es ist ein kleines Programm welches auf der Software MatLab basiert. MatLab (MATrix LABoratory) ist eine Software der Firma MathWorks und ist spezialisiert auf nummerische Berechnungen mithilfe von Matrizen.

Die Daten aus der Echtzeitüberwachung wurden aus GeoMoS-Web exportiert und in PDF-Reports exportiert.

Testmessung mit Ventilator

Im Folgenden sollen exemplarisch ein Tag in der Echtzeitdarstellung und ein paar Stunden im Postprocessing dargestellt werden. Dabei ist die Echtzeitdarstellung aus GeoMoS-Web exportiert und die Grafik des Postprocessings mithilfe des Programms „Trendy“ erstellt worden.

Aus der Echtzeitauswertung, als auch aus dem Postprocessing ist zu erkennen, dass der Ventilator den darunter befindlichen Tisch mit einer Frequenz von 23 bis 25 Hz anregt zu schwingen. Außerdem ist das System als stabil zu betrachten, da es während der mehrwöchigen Testphase zu keinen Ausfällen kam. 

Messung an einer Vestas V80

USB-Sensoren

Zwei USB-Sensoren wurden für die Messungen außerhalb der Anlage verwendet. Ein Sensor konnte mit einem Magneten und einem Eisenwinkel am Turm befestigt werden. Der andere Sensor wurde auf dem Fundament platziert, welches mithilfe eines Spatens freigelegt wurde.

In der Echtzeitdarstellung wurde eine Messfrequenz von 38,3 Hz verwendet. Damit sollten vor allem Frequenzen unter 10 Hz besser zu erkennen sein.

Die Werte für die X-Achse liegen zwischen 4,33 und 4,45 Hz.

Der Mittelwert liegt bei 4,39 Hz.

Die minimale Frequenz in Y-Richtung liegt bei 4,32 Hz und das Maximum bei 4,40 Hz. Hier liegt das Mittel bei 4,36 Hz.

Die Auswertung der aus dem Programm Accdec2 gewonnen Daten, führte zu einem ähnlichen Ergebnis wie die Echtzeitdarstellung. Jedoch konnten hier auch Frequenzen über 10 Hz registriert werden. In der folgenden Grafik ist in horizontaler Richtung (X-Achse) eine Frequenz von 17,5 Hz mit großer Amplitude zu erkennen. Diese steht wahrscheinlich für eine Turmeigenfrequenz.

Des Weiteren können Frequenzen von 4,34 Hz (horizontal) und 4,35 Hz (vertikal) festgestellt werden. Dabei handelt es sich vermutlich um eine weitere Eigenfrequenz des Turmes. Niedrigere Frequenzen liegen bei 1,41 Hz (horizontal) und 1,67 Hz (vertikal). Als mögliche Ursache kann hier die Anregung durch den Blattdurchgang genannt werden.

WLAN Sensoren

Die WLAN-Sensoren wurden insgesamt eine Woche lang betrieben. Die ersten zwölf Stunden der Datenerfassung sind in folgender Grafik dargestellt.
Die beiden oberen Grafiken beziehen sich auf die Messung am Turm, während die unteren Grafiken Bezug auf die Messung am Fundament nehmen. Dabei ist auf der rechten Seite eine Auswahl von stündlichen Messungen aufgelistet und auf der linken Seite die Trendkarte aus allen 12 Stunden zu sehen.

Zu den ersten zwölf Stunden der Messung sind in den Diagrammen die Windstärke und die Windrichtung dargestellt.

Die Windstärke ist in m/s angegeben. Betrachtet werden die ersten 12 Stunden, wobei der Anfang bei 12 Uhr mittags liegt. Die maximale Windstärke liegt bei 11,2 m/s, die minimale bei 5,6 m/s und die mittlere bei 8,2 m/s. Daraus kann man schließen, dass während dieser ersten 12 Stunden der Betrieb nicht wegen zu geringer Windstärke unterbrochen wurde und keine zusätzlichen Belastungen durch An- und Abschaltung entstanden sein können.

Wie zu erkennen ist, ändert sich die Windrichtung während des Zeitraums deutlich. Zwischen den Winkeln 220° und 144° liegen immerhin 76°. Also kann davon ausgegangen werden, dass Bewegungen der Gondel in die Richtung des Windes stattgefunden haben und damit für zusätzliche Torsionsschwingungen gesorgt haben.

Zusammengefasst war der Wind während der Messung stark genug um einen durchgängigen Betrieb zu ermöglichen und die Windrichtung hat sich während der Messung stetig geändert, sodass eine Bewegung der Gondel stattgefunden hat.

Im Frequenzbereich von 0 bis 10 Hz sind ein paar Frequenzen zu erkennen, die sich in der Amplitude deutlich von den anderen Frequenzen abheben. Zunächst einmal bei ca. 1,75 Hz, dann bei 4,5 Hz und schließlich etwas schwächer bei 6 Hz bzw. 8 Hz. Beim Betrachten der Grafiken fällt auf, dass bei Fundament und Turm die gleichen Frequenzen erhöhte Amplituden aufweisen. Speziell bei der Frequenz von 1,75 Hz wird dies deutlich. Wenn auch die Amplituden beim Fundament deutlich schwächer ausfallen, bzw. an manchen Stellen kaum noch zu erkennen sind.

Auf der linken Seite sind jeweils die Trendkarten für die Messung am Turm und am Fundament für den gesamten Zeitraum zu sehen. Die helle Färbung steht dabei für Frequenzen, die verstärkt auftreten. Auch in dieser Ansicht sind die Übereinstimmungen von den Frequenzanteilen zwischen Turm und Fundament deutlich zu sehen.

Am Stärksten tritt die Frequenz 1,75 Hz in Erscheinung am Ende der Messung um kurz nach 21 Uhr bis Mitternacht. Sowohl beim Turm als auch beim Fundament treten in diesem Zeitraum die bereits genannten Frequenzen verstärkt auf. Während dieser Zeitspanne sinkt die Windgeschwindigkeit zunächst und befindet sich anschließend im Bereich von 7,1 m/s und 9,7 m/s. Bei der Windrichtung ist jedoch eine stetige Änderung zu entdecken. Während in der Zeit vor 21 Uhr nur kleine Änderungen der Windrichtung auftreten, befindet sich die Windrichtung ab diesem Zeitpunkt erstmals über 180°. Auch nach 21 Uhr finden weitere Richtungsänderungen statt (bis 220°).

Anhand dieser Beobachtungen schwingt die Anlage bei Betrieb in bestimmten Frequenzen, wobei die Windrichtungsnachführung diese noch verstärkt. Der Anteil der Windstärke ist dabei nicht genau auszumachen, da sich die größten Änderungen der Windstärke nicht im letzten Abschnitt der Messung befinden.