Entwicklung eines physikalischen Modells der im Windpark generierten Turbulenz

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Arne Henning Wessel

Um die Ressourcen der Landschaft optimal zu nutzen, werden Windkraftanlagen als Windparks gruppiert. Hinzu kommt, daß bestehende Standorte oft um weitere Anlagen erweitert werden. Dabei werden die Abstände zwischen den Anlagen immer kleiner, was zu einer verstärkten Beeinflussung der Anlagen untereinanderführt.Windkraftanlagen verstärken die in dem Wind enthaltene Turbulenz. Eine höhere Turbulenz führt zu einer verstärkten Belastung der Statik der in Lee stehenden Anlagen. Damit die Standfestigkeit und die Lebenserwartung der Windkraftanlagen durch die erhöhte Turbulenz nicht reduziert wird, wurden Grenzwerte geschaffen (DIBt). Das im Rahmen der Doktorarbeit entwickelte Modell soll eine genaue Berechnung der Turbulenzintensitäten an den Windkraftanlagen eines Windparks ermöglichen und so zu einer besseren Einhaltung der Grenzwerte beitragen.Durch eine bessere Abschätzung der Turbulenzintensität innerhalb von Windparks kann somit die Lebenserwartung der Windkraftanlagen erhöht und die Standsicherheit gewährleistet werden. Außerdem kann bei der Neuerrichtung von Windkraftanlagen eine Schädigung benachbarter älterer Anlagen vermieden werden.In der bisherigen Arbeit für die Doktorarbeit wurde ein semi-empirisches Modell geschaffen um die Turbulenzintensität an den einzelnen Windkraftanalgen im Windpark für unterschiedliche Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten zu berechnen. Dieses wurde in die Software FLaP (Farm Layout Program) der Universität Oldenburg implementiert.Das Modell wurde mit Meßdaten aus verschiedenen Windparks verglichen. Dabei wurden sowohl der Nachlaufströmung einzelner Windkraftanlagen, als auch Überlagerungssitutationen der Nachlaufströmungen mehrer Anlagen bis hin zu kompletten Windparks validiert.

Förderzeitraum:
01.06.2003 - 31.05.2006

Institut:
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fachbereich Physik
Arbeitsgruppe Hydrodynamik

Betreuer:
Prof. Dr. Joachim Peinke

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Modellierung der Turbulenz in Windparks
Modellierung der Turbulenz in Windparks