Stochastische Untersuchung des turbulenten Nachlaufs einer Modellwindenergieanlage<\/p>\n
F\u00c3\u00bcr den Ausbau erneuerbarer Energietr\u00c3\u00a4ger spielt in Deutschland die Windenergie eine gro\u00c3\u0178e Rolle.<\/p>\n
Aufgrund der Wirtschaftlichkeit werden Windenergieanlagen in Parks aufgestellt. Dies bedeutet, dass ein Gro\u00c3\u0178teil der Anlagen in der Nachlaufstr\u00c3\u00b6mung der vorderen Anlagen steht. W\u00c3\u00a4hrend die vorderen Anlagen durch die freie turbulente atmosph\u00c3\u00a4rische Str\u00c3\u00b6mung angetrieben werden, ist die Str\u00c3\u00b6mung, der die hinteren Anlagen ausgesetzt sind, eine \u00c3\u0153berlagerung aus der komplexen atmosph\u00c3\u00a4rischen Str\u00c3\u00b6mung und dem turbulenten Nachlauf der vorherigen Anlage. Untersuchungen haben gezeigt, dass die in der H\u00c3\u00a4ufigkeit untersch\u00c3\u00a4tzten pl\u00c3\u00b6tzlichen gro\u00c3\u0178en Spru\u00c2\u00a8nge der Windgeschwindigkeit in der atmosph\u00c3\u00a4rischen Str\u00c3\u00b6mung u.a. eine h\u00c3\u00b6here Belastung der Rotorbl\u00c3\u00a4tter durch Wechsellasten bedeuten, als es ihrer Auslegung entspricht. Wegen der Komplexit\u00c3\u00a4t der Str\u00c3\u00b6mung sind diese Wechsellasten schwierig vorhersehbar; sie verringern die Lebenszeit von Windenergieanlagen. Inwieweit die Turbulenz im Nachlauf diesen Effekt noch verst\u00c3\u00a4rkt, ist nicht eingehend erforscht. Daher ist es wichtig, die Str\u00c3\u00b6mung, der die Windkraftanlagen ausgeliefert sind, zu verstehen, um die Lebensdauer der Windenergieanlagen zu erh\u00c3\u00b6hen und somit Herstellungsenergie und -kosten sowie Wartungsarbeiten zu reduzieren.<\/p>\n
Im Rahmen dieses Promotionsvorhabens soll der Nachlauf von Windenergieanlagen durch Experimente an zwei Anlagenmodellen im Windkanal untersucht werden. Um den Einfluss der Str\u00c3\u00b6mung auf den Nachlauf zu bestimmen, sollen die Einstr\u00c3\u00b6mbedingungen variiert und mit Freifeldmessungen verglichen werden. Es werden Messungen in laminarer und turbulenter Str\u00c3\u00b6mung durchgefu\u00c2\u00a8hrt. Hierbei soll die turbulente Str\u00c3\u00b6mung durch passive Gitter und ein aktives Gitters erzeugt werden. Diese Einstr\u00c3\u00b6mungsbedingungen werden zun\u00c3\u00a4chst mit Hitzdr\u00c3\u00a4hten vermessen und charakterisiert. Anschlie\u00c3\u0178end wird der Nachlauf einer Aktuatordisk und einer Modellwindenergieanlage mit einem Rotordurchmesser von 58 cm mittels Hitzdrahtmessungen erfasst. S\u00c3\u00a4mtliche Daten werden mit erweiterten statistischen Methoden aus der Turbulenzgrundlagenforschung analysiert, da sich gezeigt hat, dass die in der Praxis u\u00c2\u00a8bliche Beschreibung u\u00c2\u00a8ber Einpunktstatistik (u.a. Mittelwerte und Standardabweichung) nicht ausreicht, um in der atmosph\u00c3\u00a4rischen Str\u00c3\u00b6mung typische extreme Fluktuationen zu beru\u00c2\u00a8cksichtigen. \u00c3\u0153ber Zwei- und Mehrpunktstatistik lassen sich diese Extremereignisse und somit auch extreme Wechsellasten der Windenergieanlage erfassen. \u00c3\u0153ber diese Analysemethoden l\u00c3\u00a4sst sie die Turbulenz weitreichend beschreiben, sodass Abh\u00c3\u00a4ngigkeiten des Nachlaufs von verschiedenen Einstr\u00c3\u00b6mbedingungen untersucht werden k\u00c3\u00b6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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