Stochastische Untersuchung des turbulenten Nachlaufs einer Modellwindenergieanlage<\/p>\n
F\u00fcr den Ausbau erneuerbarer Energietr\u00e4ger spielt in Deutschland die Windenergie eine gro\u00dfe Rolle.<\/p>\n
Aufgrund der Wirtschaftlichkeit werden Windenergieanlagen in Parks aufgestellt. Dies bedeutet, dass ein Gro\u00dfteil der Anlagen in der Nachlaufstr\u00f6mung der vorderen Anlagen steht. W\u00e4hrend die vorderen Anlagen durch die freie turbulente atmosph\u00e4rische Str\u00f6mung angetrieben werden, ist die Str\u00f6mung, der die hinteren Anlagen ausgesetzt sind, eine \u00dcberlagerung aus der komplexen atmosph\u00e4rischen Str\u00f6mung und dem turbulenten Nachlauf der vorherigen Anlage. Untersuchungen haben gezeigt, dass die in der H\u00e4ufigkeit untersch\u00e4tzten pl\u00f6tzlichen gro\u00dfen Spru\u00a8nge der Windgeschwindigkeit in der atmosph\u00e4rischen Str\u00f6mung u.a. eine h\u00f6here Belastung der Rotorbl\u00e4tter durch Wechsellasten bedeuten, als es ihrer Auslegung entspricht. Wegen der Komplexit\u00e4t der Str\u00f6mung sind diese Wechsellasten schwierig vorhersehbar; sie verringern die Lebenszeit von Windenergieanlagen. Inwieweit die Turbulenz im Nachlauf diesen Effekt noch verst\u00e4rkt, ist nicht eingehend erforscht. Daher ist es wichtig, die Str\u00f6mung, der die Windkraftanlagen ausgeliefert sind, zu verstehen, um die Lebensdauer der Windenergieanlagen zu erh\u00f6hen 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\u00f6mung auf den Nachlauf zu bestimmen, sollen die Einstr\u00f6mbedingungen variiert und mit Freifeldmessungen verglichen werden. Es werden Messungen in laminarer und turbulenter Str\u00f6mung durchgefu\u00a8hrt. Hierbei soll die turbulente Str\u00f6mung durch passive Gitter und ein aktives Gitters erzeugt werden. Diese Einstr\u00f6mungsbedingungen werden zun\u00e4chst mit Hitzdr\u00e4hten vermessen und charakterisiert. Anschlie\u00dfend wird der Nachlauf einer Aktuatordisk und einer Modellwindenergieanlage mit einem Rotordurchmesser von 58 cm mittels Hitzdrahtmessungen erfasst. S\u00e4mtliche Daten werden mit erweiterten statistischen Methoden aus der Turbulenzgrundlagenforschung analysiert, da sich gezeigt hat, dass die in der Praxis u\u00a8bliche Beschreibung u\u00a8ber Einpunktstatistik (u.a. Mittelwerte und Standardabweichung) nicht ausreicht, um in der atmosph\u00e4rischen Str\u00f6mung typische extreme Fluktuationen zu beru\u00a8cksichtigen. \u00dcber Zwei- und Mehrpunktstatistik lassen sich diese Extremereignisse und somit auch extreme Wechsellasten der Windenergieanlage erfassen. \u00dcber diese Analysemethoden l\u00e4sst sie die Turbulenz weitreichend beschreiben, sodass Abh\u00e4ngigkeiten des Nachlaufs von verschiedenen Einstr\u00f6mbedingungen untersucht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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