Schwingungs-Tilger (Tuned Mass Damper) in der Windenergie

Definition

Ein Schwingungs-Tilger (engl. Tuned Mass Damper, TMD) ist ein passives mechanisches System zur Reduktion von Schwingungen in Bauwerken und Maschinen. In der Windenergie wird er eingesetzt, um Turmschwingungen zu verringern, die durch Windlasten, Wellenlasten oder Anregungen aus dem Rotor entstehen können. 

Fachliche Vertiefung

Schwingungstilger bestehen in der Regel aus einer Masse, Federn und Dämpfungselementen. Sie werden so abgestimmt, dass sie in Resonanz zur Eigenfrequenz des Turms schwingen und dadurch Bewegungsenergie in Wärme umwandeln. In Windenergieanlagen hilft dies, unerwünschte Turmschwingungen wirksam zu reduzieren. TMDs werden bei hohen Türmen (> 100 m) eingesetzt, bei denen Turmeigenfrequenzen mit harmonischen Anregungen aus dem Rotor oder Wellenanregungen zusammen fallen. Außerdem hilft er, winderregte Querschwingungen wirksam zu reduzieren. 

Unsere Einordnung im Fachkontext

In der Praxis werden Schwingungs-Tilger für Windkraftanlagen häufig modular aufgebaut und projektspezifisch auf Turmhöhe, Masseverteilung und Eigenfrequenz abgestimmt. Besonders effektiv ist ihr Einsatz bei Resonanzüberlagerungen im Bereich der 1P- bis 3P-Anregung. Die Auslegung erfolgt in der Regel auf Basis von Messdaten und simulationsgestützten Berechnungen. Durch die gezielte Dämpfung kritischer Moden lassen sich dynamische Beanspruchungen reduzieren und die strukturelle Integrität der Türme verbessern.