Die rasante Entwicklung der Gesellschaft seit der zweiten industriellen Revolution hat das \u00d6kosystem der Erde in eine kritische Lage gef\u00fchrt.Aufgrund des gestiegenen Klimabewusstseins ist die Reduktion der CO2-Emissionen zur Begrenzung der Erderw\u00e4rmung eines der aktuellsten Themen weltweit.In den letzten Jahren haben die wissenschaftliche Gemeinschaft und die \u00f6ffentliche Meinung dazu beigetragen, dass der Klimawandel von internationalen Regierungen st\u00e4rker priorisiert wurde.Dies hat dazu gef\u00fchrt, dass sich zum Beispiel die EU verpflichtet hat, bis 2050 klimaneutral zu werden: mit dem Europ\u00e4ischen Klimagesetz, Teil des europ\u00e4ischen Gr\u00fcnen Deals, wird das Emissionsreduktionsziel der EU f\u00fcr 2030 von 40 Prozent auf mindestens 55 Prozent angehoben und die Klimaneutralit\u00e4t bis 2050 rechtsverbindlich gemacht.<\/p>\n
Da die Verbrennung von fossilen Brennstoffen f\u00fcr mehr als drei Viertel der Treibhausgasemissionen in der EU verantwortlich ist, spielt die Windenergie\u00a0 eine entscheidende Rolle in der Bek\u00e4mpfung des Klimawandels, insbesondere in Deutschland, wo\u00a0 Offshore-Windparks einen wichtigen Teil der Energieproduktion liefern k\u00f6nnten.<\/p>\n
Aus diesem Grund ist es keine \u00dcberraschung, dass die Energievorschriften der Europ\u00e4ischen Union die Integration erneuerbarer Offshore-Energie in bestehende Stromnetze betonen und dabei insbesondere auf schwimmende Offshore-Windkraftanlagen (FOWT) als Schl\u00fcsseltechnologie identifizieren.Die bauliche Gestaltung dieser schwimmende Anlagen ist aus vielen Gr\u00fcnden herausfordernd, insbesondere auch wegen den unterschiedlichen Str\u00f6mungseigenschaften im Vergleich zu Onshore-Windanlagen.<\/p>\n
In diesen Windparks ist ein tiefgreifendes Verst\u00e4ndnis der Nachlaufstr\u00f6mung, die sich hinter den einzelnen Windkraftanlagen ausbildet, entscheidend f\u00fcr die Optimierung der Effizienz der gesamten Anlage. Insbesondere ist die Kontrolle der ersten Reihe wichtig, weil ein Gro\u00dfteil der darauffolgenden Anlagen von ihr beeintr\u00e4chtigt wird. Obwohl die prinzipiellen Str\u00f6mungsph\u00e4nomene von fixierten Windkraftanlagen bereits relativ gut verstanden sind, ist dies bei schimmenden Anlagen jedoch nur unvollst\u00e4ndig, da die zus\u00e4tzlichen Freiheitsgrade, die durch die Bewegung auf dem Wasser entstehen, die Nachlaufeigenschaften entscheidend \u00e4ndern k\u00f6nnen.\u00a0<\/p>\n
Um die Entwicklung des Nachlaufs vorherzusagen, sind hochaufgel\u00f6sete Simulationen und spezifische Stabilit\u00e4tsanalysen notwendig. In der aktuellen Literatur gibt es nur zwei Studien zu diesem Thema, die jedoch noch nicht alle wichtigen Elemente analysiert haben.\u00a0Entweder wurde nur ein Freiheitsgrad betrachtet, oder das Profil der atmosph\u00e4rische Grenzschicht als auch die Anstr\u00f6mturbulenz wurden nicht miteinbezogen. Schlie\u00dflich wurde in diesen Studien die Kopplung zwischen Aerodynamik und Hydrodynamik nicht ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n
Im vorliegenden Projektvorschlag wird eine vollst\u00e4ndige Str\u00f6mungssimulation und Stabilit\u00e4tsanlyse des Nachlaufs f\u00fcr schwimmende Plattformen durchgef\u00fchrt.Zuerst wird die Bewegung entlang der einzelnen Freiheitsgrade a priori wie in den Voruntersuchungen auferlegt. In einem zweiten Schritt wird die Bewegung jedoch frei aus den Wasserwellen resultieren. Beide Schritte sollen mittels Experimente, die ebenfalls Teil der Studie sind, validiert werden.\u00a0<\/p>\n
Der erstellte neuartige Datensatz wird danach f\u00fcr die Entwicklung eines KI-basierten dynamischen Modells verwendet, um die Rechenkosten bei der Nachlaufprognose zu senken. Dies erm\u00f6glicht danach eine Optimierungsstudie zur Anordnung der Windanlagen, um die Energieproduktion zu steigern.Diese Optimierung w\u00fcrde insbesondere f\u00fcr die Gewinnung von Investitoren in diesem Sektor von gro\u00dfer Bedeutung sein. Damit kann ein Beitrag zur Erreichung der CO2-Emissionsziele Deutschlands geleistet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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