EsBo ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördertes Forschungsprojekt, das sich gezielt mit den Schallemissionen moderner Windenergieanlagen befasst.

In Deutschland gelten strenge Lärmschutzvorschriften zum Schutz der Bevölkerung. Diese führen insbesondere nachts häufig zu einer Abregelung von Windenergieanlagen. Aufgrund unzureichend genauer Vorhersagemodelle wird dabei sehr konservativ vorgegangen, sodass die tatsächlichen Schallemissionen die zulässigen Grenzwerte statistisch deutlich unterschreiten. Dies führt zu erheblichen Einschränkungen der möglichen Energieerträge.

Das übergreifende Ziel des EsBo-Verbundprojekts besteht darin, die Vorhersagemethoden zu verbessern und sie für die Auslegung lärmarmer Komponenten sowie akustisch optimierter Steuerungsverfahren einzusetzen. Auf diese Weise sollen die Energieerträge von Windenergieanlagen gesteigert werden.

Im Teilvorhaben der Universität Rostock werden Modulationsverfahren für den generatorseitigen Umrichter erforscht. Diese sollen mechanische Anregungen des Generators in Frequenzbereichen vermeiden, die zu einer hohen Schallabstrahlung führen.

Hierzu wird zunächst in enger Zusammenarbeit mit WRD und der Universität Hannover eine Toolchain entwickelt. Diese bildet die gesamte Wirkungskette ab: von den Harmonischen in der Ausgangsspannung des Umrichters über die dadurch entstehenden Oberschwingungen im Generatorstrom und die daraus resultierenden harmonischen Generatorkräfte bis hin zur Schallemission.

Mithilfe dieser Toolchain werden an der Universität Rostock verschiedene Modulationsverfahren untersucht. Im ersten Schritt ist eine Pulsweitenmodulation mit variabler Schaltfrequenz vorgesehen. Im zweiten Schritt werden optimierte Pulsmuster betrachtet. Dabei sollen sowohl ein Verfahren mit vorab optimierten Schaltwinkeln als auch ein Verfahren auf Basis einer modellprädiktiven Online-Regelung auf ihre Eignung untersucht werden.

Die Regelungsverfahren werden zunächst mithilfe von Simulationen analysiert. Anschließend sollen sie an einem Prüfstand der 50-kW-Leistungsklasse getestet werden.