Die stetige Weiterentwicklung von Windenergieanlagen f\u00fchrt dazu, dass diese immer gr\u00f6\u00dfer werden und dadurch zunehmend ungleichm\u00e4\u00dfigeren Windfeldern ausgesetzt sind.\u00a0Das Ziel des eingereichten Promotionsvorhabens ist es mithilfe von stochastischen Analysen zus\u00e4tzliche Informationen \u00fcber das einstr\u00f6mende Windfeld zu erhalten. Das zu erforschende Verfahren lie\u00dfe sich anschlie\u00dfend auch auf Industrieanlagen anwenden und k\u00f6nnte dort helfen den Wartungsaufwand zu verringern. Zur Untersuchung sollen Modellwindenergieanlagen genutzt werden, die in Oldenburg gebaut und weiterentwickelt wurden.<\/p>\n
Um das angestrebte Ziel zu erreichen, sollen r\u00e4umlich gemittelte Ausgangsdaten der Anlagen wie z. B. Leistung, Drehmoment und Schub verwendet werden. Es handelt sich um r\u00e4umlich gemittelte Daten, da der Rotor einer Windenergieanlage eine gro\u00dfe Fl\u00e4che \u00fcberstreicht und somit auf das Windfeld als Ganzes reagiert. Die Messdaten werden unter Verwendung der \u201eLangevin-Gleichung\u201c stochastisch ausgewertet. Die Langevin-Gleichung erm\u00f6glicht es die r\u00e4umlich gemittelten Daten in einen deterministischen und einen stochastischen Anteil aufzuteilen. Die Gleichung enth\u00e4lt zwei Koeffizienten, die den jeweiligen Anteilen zugeordnet werden k\u00f6nnen. Der \u201eDriftkoeffizient\u201c beschreibt den deterministischen Anteil w\u00e4hrend der \u201eDiffusionskoeffizient\u201c den stochastischen Anteil beschreibt. F\u00fcr den Driftkoeffizienten gibt es bereits einige Anwendungen z. B. die Berechnung der \u201eLangevin Power Curve\u201c. F\u00fcr das geplante Promotionsvorhaben ist hingegen der Diffusionskoeffizient von entscheidender Bedeutung. Dieser Koeffizient stellt ein Ma\u00df daf\u00fcr dar, wie gro\u00df die Schwankungen im Windfeld sind. Es soll untersucht werden, wie sich ein Gradient im Windfeld auf diesen Koeffizienten auswirkt. Ein Gradient liegt immer dann vor, wenn im Windfeld lokal unterschiedliche Windgeschwindigkeiten vorherrschen. Dies tritt in der Atmosph\u00e4re h\u00e4ufig auf, da die Windgeschwindigkeit in der Regel mit der H\u00f6he zunimmt. Aber auch im Windpark k\u00f6nnen Gradienten im Windfeld entstehen, wenn sich Windenergieanlagen gegenseitig abschatten. Diese Gradienten lassen sich im Windkanal mithilfe eines \u201eaktiven Gitters\u201c experimentell erzeugen. Dies funktioniert \u00fcber bewegliche Klappen, die je nach Orientierung die Str\u00f6mung mehr oder weniger blockieren bzw. umlenken. Dadurch lassen sich auch Str\u00f6mungsbedingungen simulieren, wie sie an realen Anlagen vorliegen. Mehrere Messkampagnen mit zunehmend komplexeren Windfeldern sollen zeigen, dass sich mithilfe des Diffusionskoeffizienten unterschiedliche Einstr\u00f6mbedingungen unterscheiden lassen. Abschlie\u00dfend sollen zwei Modellwindenergieanlagen verwendet werden, bei denen die hintere Anlage schrittweise in den Nachlauf der vorderen Anlage gebracht wird. \u00a0<\/p>\n
Die Ergebnisse des Promotionsvorhabens k\u00f6nnen sp\u00e4ter z.\u00a0B. in eine verbesserte Steuerung von Windenergieanlagen innerhalb von Windparks mit einflie\u00dfen. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass sich eine Windenergieanlagen im Nachlauf einer vorstehenden Anlage befindet, kann diese durch sogenanntes Wake Steering der vorderen Anlage aus dem Nachlauf herausgehalten werden. Es findet dabei eine gezielte Umlenkung der Str\u00f6mung statt. Dies hat eine Reduktion der Lasten und gleichzeitig eine Steigerung der Leistungsausbeute an der nachstehenden Anlage zur Folge. Da so die Lebenszeit verl\u00e4ngert werden kann, w\u00e4hrend der Wartungsaufwand sinkt, w\u00fcrde dies die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen weiter erh\u00f6hen und somit einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leisten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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