Vindmøllevinger på over 100 meter og en vægt på omtrent 50 tons and counting. Det stiller enorme krav til de teststande, der skal teste vingernes udholdenhed og styrke. Det ved vindmøllevingetestcentret Blade Test Centre A/S (Blaest) og ingeniørhuset FRECON A/S, hvordan man gør. De samarbejder om at beregne og konstruere en ny teststand på ca. 1.000 tons, der kan håndtere ekstreme udmattelseslaster og vinger på over 100 meter.
Den nye teststand skal stå i vindmøllevingetestcentreret Blaest i Aalborg, der er blandt verdens mest erfarne testcentre. Her bliver den nye teststand den største af sin slags med en kapacitet, der er omtrent 20 pct. større end den største de, på nuværende tidspunkt, anvender. Teststanden kan modstå enorme udmattelseslaster og teste vinger i perioder på op til et helt år.
Ingeniørhuset FRECON i Horsens er i gang med at konstruere og beregne på teststanden. Det er den anden teststand, de samarbejder med Blaest om at skabe. Den første blev idriftsat i 2020.
-Det var klart en fordel at samarbejde med FRECON igen om udviklingen af en ny teststand, da de har prøvet det før. Den første teststand har vi set, leverer det den skal. Derudover er de gode sparringspartnere, der gerne går i dialog og ofte skitserer nye ideer undervejs. Det har stor værdi for os, forklarer CEO for Blaest, Erik Steen Jensen.
Konstruktion og beregning på ekstreme belastninger
En teststand af denne kaliber bliver udsat for helt ekstreme udmattelseslaster. Det har derfor været vigtigt at samle et hold af dygtige beregnere og konstruktører, der forstår sig på materialerne og hvordan teststandens komponenter bevæger sig. Grænserne for hvad materialerne skal kunne holde til, presses nemlig til ekstremerne og helt til kanten af deres kapacitet.
-Den bedste måde at forklare, hvad teststanden skal kunne er, hvis man forestiller sig, at man fikserer en lineal til en bordkant og sætter den i svingninger op og ned. Forskellen er bare at en vinge vejer omkring 50 tons, og at hele teststanden samt fundamentet giver sig, når de mange tons sættes i bevægelse, forklarer Janus Holm, ingeniør og projektleder i FRECON.
Testen, som Janus beskriver, er en del af den udmattelsestest vindmøllevingerne skal igennem, som tester vingernes levetid. En anden vigtig test er en statisk test, hvor vingerne trækkes i, og som et resultat heraf udbøjer til de evt. når bristepunktet. Det simulerer et ekstremlastevent, som kan optræde, når en vindmølle er i drift under ekstreme vejrforhold.
-Det er utrolig spændende at arbejde på en opgave som denne, hvor en stål-betonkonstruktion, bliver til en maskine, der skal klare ekstreme udmattelseslaster. Det er en lidt atypisk opgave, som vi sætter en stor ære i at løse i samarbejde med Blaest, forklarer Team Lead FEM/CFD i FRECON Sebastian Mikkelsen.
Begge typer test, statisk og udmattelse, påfører belastning, som mærkes både i vinge og teststand men også i hele bygningen, for når 50 tons vinge svinger op og ned, så mærker hele fundamentet og bygningen, at der testes. Også selvom teststandene er monteret på et fundament af to meter tyk beton ovenpå 400 funderingspæle, der er forankret i jorden.
Test for verdens mest anerkendte producenter
Teststanden forventes idriftsat i begyndelsen af 2023 og vil udfase to ældre teststande. I alt får Blaest dermed syv teststande, som året rundt tester vindmøllevinger for nogle af verdens mest anerkendte producenter.
En vindmøllevinge testes for sin levetid i op til et år ad gangen og i den periode kommer den blandt andet igennem de to ovennævnte tests: statisk test og udmattelsestest. Hvor de statiske tests er en udbøjning af vingerne, er udmattelsestestsne vingerne i bevægelse i svingninger op og ned. Statisk træktest fortæller noget om vingernes kapacitet for et ekstremlast tilfælde, som f.eks. en orkan, mens udmattelsestesten viser vingens kapacitet over vingens levetid.
En teststand forventes at have en levetid på ca. 10 år, medmindre vingerne vokser sig for store til teststanden. Den skal monteres på et to meter tykt betongulv, der hviler på 400 pæle a 30×30 cm.
