Vores vindmøller er ved at være for gamle. På papiret i hvert fald. Nogle har stået i mere end 20 år, og derfor er de ældste vindmøller i Danmark ved at have nået sin udløbsdato. 

”Levetiden er fastsat ud fra et konservativt estimat. I virkeligheden kan de måske stå i 30 år, og så har de mange gode år tilbage,” siger Frederik Nordtorp.

Han er ph.d.-studerende ved Institut for Byggeri og Bygningsdesign, og han forsker i, om vindmøllernes levetid kan forlænges med mere præcise tests. 

Til gavn for både økonomi og klima. 

”Tænk, hvis de kan blive stående i 10 år mere. Det vil kræve renoveringer af enkelte elementer, men det vil gøre, at vindmøllerne ikke skal rives ned nu,” siger han.

I dag vurderer man en vindmølles levetid ved at analysere driftsdata og fysisk inspektion. Men det giver kun et begrænset billede af, hvordan de mest belastede dele faktisk har det. 

Derfor er der brug for en mere præcis metode.

En løsning er hybridtest. Her tester man fysiske komponenter fra en vindmølle i samspil med en digital model, der simulerer resten af møllen. 

”Det svarer bare til, at man skal få en legoklods til at passe sammen med en puslespilsbrik,” fortæller Frederik Nordtorp.

Der opstår nemlig flere problemer, når de to tests skal arbejde præcist sammen. Men noget tyder på, at den unge forsker har fundet løsningen. 

Store fordele og store begrænsninger 

Lige nu bruges forskellige testmetoder. Nogle i branchen bruger fysiske test til at vurdere, hvordan et element fra vindmøllen klarer sig under særlige forhold.

Andre simulerer, hvordan vindmøllerne klarer sig via computermodeller. 

”Begge metoder har store fordele, men også store begrænsninger,” siger Frederik Nordtorp.

Den fysiske test viser kun lokale effekter, mens simuleringen ikke altid fanger alle detaljer fra virkelige belastninger.  

”Det er en udfordring for branchen, at de to test ikke taler sammen. Vi går glip af rigtig meget viden om vindmøllerne,” siger han.

Ved hybridtest kombineres begge metoder. 

Man tester en fysisk del af vindmøllen - for eksempel pitchlejet (et stort kugleleje som justerer vingens vinkel mod vinden) - mens dens interaktion med resten af møllen simuleres digitalt under realistiske belastninger.

På den måde kan man se kuglelejets tilstand, og hvordan dens udmattelse påvirker møllens samlede tilstand.

”Dermed får vi et ret præcist billede af, hvor slidt en kritisk komponent er – og hvornår og hvordan den skal renoveres,” forklarer Frederik Nordtorp.

Står vindmøllen sammen med ti andre, er billedet retvisende for alle.   

Der er bare ét problem. Og det er her vi kommer til puslespilsbrikken og legoklodsen. 

”Samspillet mellem den fysiske komponent og digitale model kan være ustabilt. Selv små fejl eller forsinkelser kan få systemet til at opføre sig urealistisk,” forklarer Frederik Nordtorp.

Derfor forsker han i, om man kan gøre hybridtest mere robust og stabil – og meget tyder på, at det kan lykkes.

Kan bruges til rumfart og kraner

Frederik Nordtorp har nemlig fået legoklodsen til at passe med puslespilsbrikken. 

Han har udviklet en metode som forudser og stabiliserer hybridtesten i realtid - selv under forsinkelser eller komplekse bevægelser.

”Vi har grundlæggende forsøgt at forudsige, hvad der vil ske og programmere efter det,” forklarer Frederik Nordtorp. 

Forudsigelsen gør det muligt at synkronisere kræfter og bevægelser mellem den fysiske komponent og den digitale model, så systemet opfører sig realistisk. Også ved komplekse og ikke-lineære dynamikker.

”Det gør metoden til en pålidelig løsning, så man kan teste komponenter under realistiske forhold, uden at interaktionen bliver ustabil,” lyder den unge forskers vurdering. 

Metoden er ikke kun relevant for vindmøller.

Alle systemer med komplekse og skiftende dynamikker kan få gavn af hybridtest. Det kan være kraner, rumfartøjer og andre store mekaniske systemer.

I bestræbelserne på at fremme vedvarende energi kan hybridtest være nøglen til at forlænge levetiden for offshore vindmøller, vurderer den unge forsker.

”Det ville være spild at rive vindmøller ned uden grund.  Men vi har brug for præcise og sikre testmetoder, der kan dokumentere, at møllerne kan stå sikkert i mange flere år,” siger Frederik Nordtorp:

”Det har vi nu. En hybridtest kan spare både tid og penge, samtidig med at sikkerheden forbedres.”

Frederik Nordtorp er vejledt af professor Giuseppe Abbiati og afleverer sin ph.d.-afhandling til sommer.