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PTB: Measurement technology for wind energy flying high

Groundbreaking for construction of new excellence center for wind energy on 4 March at 1:00 pm at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) – invitation for news teams

Press release
29.02.2016

While scientists often explore the very smallest of dimensions, colossal objects weighing several tons are soon to play an important role as well: the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) plans to measure large gears of up to four meters in diameter in its future excellence center for wind energy. Its goal in doing so is to develop and make available a form of measurement technology which enables the operation of increasingly large and efficient wind turbines. To conquer this uncharted technological territory, a new building specially conceived for this purpose is being built on the premises of PTB in Braunschweig, using 10 million euros in financing provided by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi). The building will house a large coordinate measuring machine which can be used to measure huge wind turbine components, as well as measurement and calibration facilities for very large torques. In addition, the building will contain a new form of wind speed measurement technology in order to improve the output prognosis of high wind turbines. This makes PTB the first national metrology institute with the ability to provide the wind industry with a reliable and comprehensive system of quality assurance.

Wind turbines an the German island Fehmarn. Photo: Susanne Stork

 Das auf dem Gelände der PTB in Braunschweig entstehende Gebäude bietet beste Voraussetzungen für die Messung großer Bauteile, wie beispielsweise Zahnräder: Ein Lastkran ermöglicht das Entladen der Bauteile vom LKW, bevor sie mithilfe eines Schienensystems weiter befördert werden, um gereinigt, temperiert und auf teilweise selbst entwickelten Großgeräten gemessen zu werden. Damit wird die PTB zukünftig in der Lage sein, speziell konzipierte oder der Produktion entnommene sehr große Zahnräder zu kalibrieren. Diese können dann als Normale verwendet werden, mit deren Hilfe Zahnrad- und Messgerätehersteller erstmals in der Lage sind, die Qualität bzw. die Messunsicherheit ihrer Messungen normgerecht und mit Anschluss an die SI-Einheiten nachzuweisen.

Darüber hinaus misst die PTB mit dem neuen Groß-Koordinatenmessgerät auch andere Großbauteile aus der Industrie – neben Zahnrädern beispielsweise auch Lagerringe und Wellen. Durch Vergleich der eigenen Messergebnisse mit den Kalibrierergebnissen können die Hersteller die Zuverlässigkeit ihrer Qualitätssicherung nachweisen und steigern. Mit dem Betrieb des Kompetenzzentrums Wind wird es in Deutschland auch erstmalig eine Drehmoment-Normalmesseinrichtung geben, mit der Drehmomente bis 5 Meganewtonmeter (MN • m) kalibriert werden können. Zum Vergleich: Hier geht es um Drehmomente, die rund 10 000-mal größer sind, als die eines Pkw. In Hinblick auf die stetig weiter anwachsende Dimension von Windkraftanlagen, soll diese Anlage auf Drehmomente bis zu 20 MN • m ausgebaut werden können. Und nicht zuletzt wird mit dem neuen LIDAR-Windfernmesssystem Windgeschwindigkeitsmesstechnik mit bisher nie erreichter Ortsauflösung in einem Metrologieinstitut Einzug halten.

Die PTB will mit ihrem neuen Kompetenzzentrum Wind die deutsche Industrie beim Aufbau einer nachhaltigen Energieversorgung im Sinne der Energiewende unterstützen. Effizienz, Störungsfreiheit und Langlebigkeit der Windanlagen hängen ganz entscheidend von der Wahl des Standorts und der zuverlässigen Qualitätssicherung der betriebenen Komponenten ab. Zwar gibt es schon jetzt Messgeräte, die in diesen Bereichen eine relativ hohe Genauigkeit bieten, doch die endgültige Qualität einer Messung kann nur durch einen Vergleich mit qualitativ hochwertigen Normalen nachgewiesen werden. Mit dem Kompetenzzentrum Wind wird von der PTB weltweit erstmals eine metrologische Infrastruktur eingesetzt, die die Bereitstellung dieser Normale und die Entwicklung geeigneter Mess- und Kalibrierstrategien für die Windenergiebranche sichert.

Das Kompetenzzentrum Wind wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund 10 Millionen Euro gefördert. Konzeption und Projektbetreuung des Bauvorhabens obliegen dem Staatlichen Baumanagement Braunschweig. Das Gebäude wird voraussichtlich im März 2017 bezugsfertig sein. if/ptb

Ansprechpartner in der PTB

Dr. Frank Härtig, Abteilung 1 Mechanik und Akustik, Telefon: (0531) 592-1010, E-Mail Opens window for sending emailfrank.haertig(at)ptb.de

Programm

Erster Spatenstich für das Kompetenzzentrum Windenergie am 4.3.2016, 13 Uhr in der PTB (Haupteingang des Besselbaus)

Empfang mit Grußworten

• Prof. Joachim Ullrich, Präsident der PTB

• Renate Müller-Steinweg, Leitung Staatliches Baumanagement Braunschweig

• Juliane und Peter von Klitzing, Architekten

anschließend Fototermin (ca. 13.30 Uhr): erster Spatenstich für das Kompetenzzentrum Wind