Digitale Rahmenarchitektur für den Aufbau eines virtuellen Windparks
DiRaWi-2
Komponenten eines virtuellen Windparks
Ein virtueller Windpark stellt ein Abbild des realen Windparks in allen Details dar. Nur durch die präzise digitale Abbildung der realen Komponenten und Prozesse und der dadurch erzielten Simulations- und Berechnungsergebnisse wird es möglich, die Wartungsintervalle des realen Windparks bedarfsgerecht zu planen (predictive maintenance). Durch diese Planung kann sowohl die Verfügbarkeit der Anlagen vergrößert als auch deren Lebensdauer verlängert werden. Weiterhin kann das digitale Abbild in der Wissenschaft zu Forschungszwecken, von den Windenergie-Herstellern zur Technologiebewertung, oder verschiedenen Gremien zur ganzheitlichen Bewertung eingesetzt werden.
Die DLR-Windenergieforschung entwickelt im Projekt DiRaWi-2 (Digitale Rahmenarchitektur für den Aufbau eines virtuellen Windparks) Methoden, um einen „virtuellen Windpark“ zu erstellen. Insgesamt entwickeln elf Institute und Einrichtungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam eine digitale Rahmenarchitektur, mit der ein virtuelles Abbild des realen DLR-Forschungsparks Windenergie (WiValdi) geschaffen wird.
Das langfristige Ziel des „virtuellen Windparks“ ist es: die hochgenaue mathematische-numerische Darstellung eines Windparks mit all seinen Eigenschaften über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg zu erstellen. Voraussetzungen hierfür sind multidisziplinäre Simulationsverfahren und modulare Prozessketten und Plattformen, die auf eine effiziente Nutzung künftiger Hochleistungsrechner und verteilter Rechnersysteme ausgerichtet sind.
Zu diesem Zweck verbinden die DLR-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Simulationswerkzeuge in eine oder mehreren Berechnungsketten miteinander. Grundlage für die Kopplung der unterschiedlichen Werkzeuge stellt das am DLR entwickelte Programm RCE (Remote Component Environment) dar, das eine flexible und modulare Kopplung der Werkzeuge auf verschiedenen Computern und Betriebssystemen erlaubt. Die Standardisierung des Datenaustauschs zwischen den unterschiedlichen Simulationswerkzeugen erfolgt in Anlehnung an das bereits in der Luftfahrt vorhandene Common Parametric Aircraft Configuration Schema, kurz CPACS. Hierzu wird ein XSD-Schema mit allen für einen Windpark erforderlichen Größen definiert und erstellt.
DiRaWi-2 setzt das einjährige Vorbereitungsprojekt DiRaWi-1 mit Abschluss im Dezember 2022 konsequent fort. Mit der hier angestrebten modular erweiterbaren Entwicklungsumgebung legt DiRaWi-2 den Grundstein für den sukzessive weitergeführten Aufbau des virtuellen Windparks mit internen und externen Akteuren und einer langfristigen Perspektive für Nutzung und Verwertung.
Projekt DiRaWi-2 – Digitale Rahmenarchitektur für den Aufbau eines virtuellen Windparks mit wirtschaftlicher Anschlussfähigkeit
