Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zurzeit sind in Deutschland etwa 20.000 MW an Windenergieanlagen \u00e4lterer Bauweise installiert. Diese Anlagen haben Rotorblattprofile aus der Flugzeugindustrie. Die Optimierung dieser Profile wurde lange Zeit vernachl\u00e4ssigt. Dieses Projekt will auf Basis von Untersuchungen im Windkanal Methoden entwickeln, um diese Rotorbl\u00e4tter im Rahmen von Reparaturen zu optimieren. Durch eine solche aerodynamische Optimierung k\u00f6nnen im Idealfall Ertragsverbesserungen von 5% erreicht werden. Entsprechend erh\u00f6ht sich der Beitrag jeder einzelnen Windenergieanlage zum Klimaschutz. Vor allem f\u00fcr \u00e4ltere Anlagen, die nicht f\u00fcr ein Repowering in Frage kommen, w\u00e4re eine solche Optimierung sehr sinnvoll. Es besteht hier ein deutliches Potenzial f\u00fcr eine Steigerung der Stromertr\u00e4ge aus Windenergie ohne einen Neuzubau zu generieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wurde ein gebrauchtes Rotorblatt im Windkanal der Deutschen WindGuard Engineering aerodynamisch vermessen, um den Ist-Zustand zu ermitteln. Anschlie\u00dfend wurde eine Dynamic Stall Vermessung im Windkanal der Universit\u00e4t Oldenburg vorgenommen, der f\u00fcr diese Untersuchungen besonders geeignet ist. Damit wurde das Potenzial f\u00fcr eine Optimierung im Bereich der Stall-Effekte bestimmt. Im Windkanal der Deutschen WindGuard wurde im Anschluss der Ist-Zustand der akustischen Eigenschaften des Profils festgestellt. Nachdem der Ist-Zustand von der Universit\u00e4t Oldenburg und der Deutschen WindGuard ermittelt wurde, wurden nun verschiedene M\u00f6glichkeiten zur Optimierung der Profile entwickelt. Die entsprechenden \u00dcberlegungen wurden dann durch CFD-Simulationen von der FH Kiel \u00fcberpr\u00fcft. Die Ergebnisse dieser aerodynamischen Berechnungen wurden in Zusammenarbeit mit Deutsche WindGuard Offshore im Hinblick auf die ver\u00e4nderten Baulasten gepr\u00fcft. In Kombination mit einer kurzen Wirtschaftlichkeitssch\u00e4tzung wurde gepr\u00fcft, welche Ma\u00dfnahmen sinnvoll umsetzbar sind. In einer zu beantragenden zweiten Projektphase sollen sie weiter entwickelt werden. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Nach der Geometrievermessung an f\u00fcnf Stellen eines gebrauchten LM 37.3p Rotorblatts im Ist-Zustand, wurden Modelle f\u00fcr die aerodynamische Optimierung erstellt. Insgesamt wurden sieben Profile f\u00fcr Wind-kanaluntersuchungen gebaut. Parallel wurde ein numerisches 3D-Modell des gesamten Rotorblattes er-stellt. Die ersten Windkanalmessungen zeigten sehr gute Werte, was eine Grund-Modifikation der Profil-geometrie unn\u00f6tig machte. Es wurde daher beschlossen, mittels aerodynamischer Hilfsmittel die aerody-namischen Eigenschaften der Rotorblattsegmente zu verbessern. Die Windkanalmessungen zeigten, dass die vorhandenen aerodynamischen Hilfsmittel nicht optimal platziert sind. Die numerische Simulati-on zeigte, dass es speziell im Rottorblattinnenbereich noch Optimierungspotenzial gibt. Auch im mittleren Rotorblattbereich sowie im Transitionsbereich ist Potenzial f\u00fcr Ertragssteigerungen vorhanden. Im Rahmen einer Lasten- und Kostenabsch\u00e4tzung wurden diejenigen Ma\u00dfnahmen zur Weiterentwicklung im Rahmen einer zweiten Projektphase ausgew\u00e4hlt, die diesbez\u00fcglich am Erfolgversprechendsten erscheinen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tWoche der Umwelt (05.-06.06.2012)
\n–\tVortrag \u0084vorbildlicher Umweltschutz\u0093 (22.11.2011)
\n–\tVortrag innerhalb der Vortragsreihe \u0084Bionik\u0093 der Hochschule Bremen (11.06.2013)
\n–\tVortrag auf der DFMRS Tagung \u0084Windenergie\u0093 (07.11.2013)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die erste Phase des Projektes zeigt, dass die ausgew\u00e4hlten Arbeitsmethoden geeignet sind, um unbe-kannte, gebrauchte Rotorbl\u00e4tter im Hinblick auf eine Ertragssteigerung zu optimieren. Die gew\u00e4hlten Mo-difikationen sind direkt vor Ort im Rahmen von Reparaturarbeiten implementierbar, mit entsprechender Kostenersparnis im Vergleich zu Abbau und Remontage von Rotorbl\u00e4ttern. Damit bietet sich Betreibern \u00e4lterer Windenergieanlagen ein Anreiz zur Optimierung ihrer Anlagen, die durch ihre verbesserte Effizienz wiederum den individuellen Beitrag zum Klimaschutz erh\u00f6hen. <\/p>\n
In einer zweiten Projektphase m\u00fcssten die Effekte der ausgew\u00e4hlten aerodynamischen Hilfsmittel detail-liert analysiert werden. Daf\u00fcr wird zur Ertragssteigerung der Transitions- und Mittelbereich sowie der Ro-torblattinnenbereich in den Fokus genommen, der Rotorblattau\u00dfenbereich wiederum bietet das gr\u00f6\u00dfte Potenzial f\u00fcr eine akustische Optimierung. Zur besseren Determination der Auswirkungen von aerody-namischen Hilfsmitteln in den \u00e4u\u00dferen 2\/3 des Rotorblattes werden haupts\u00e4chlich Windkanalmessungen genutzt. F\u00fcr die Simulation des Rotorblattes als Ganzes \u0096 mit speziellem Fokus auf den Rotorblattinnen-bereich (z.B. Spoiler oder Grenzschichtz\u00e4une) \u0096 werden erneut CFD-Simulationen notwendig sein, da hier die Windkanalmessungen nicht gen\u00fcgend Informationen liefern k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Zurzeit sind in Deutschland etwa 20.000 MW an Windenergieanlagen \u00e4lterer Bauweise installiert. Diese Anlagen haben Rotorblattprofile aus der Flugzeugindustrie. Die Optimierung dieser Profile wurde lange Zeit vernachl\u00e4ssigt. Dieses Projekt will auf Basis von Untersuchungen im Windkanal Methoden entwickeln, um diese Rotorbl\u00e4tter im Rahmen von Reparaturen zu optimieren. Durch eine solche […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,64,51,52,53],"class_list":["post-25128","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"27118\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"200.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Deutsche WindGuard Engineering GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Oldenburger Str. 65","dbu_projektdatenbank_plz_str":"26316","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Varel","dbu_projektdatenbank_p_von":"2010-11-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2013-06-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 8 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0 44 51\/95 15-12","dbu_projektdatenbank_inet":"www.windguard.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-27118-01.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25128","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25128\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43116,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25128\/revisions\/43116"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25128"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25128"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25128"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}