direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

DFG Forschungsschwerpunkt: Lastenkontrolle von Windenergieanlagen

Mit Qblade Simulierte Strömung um eine Windenergieanlage
 

Zur Maximierung des Energieertrages und zur Vermeidung extremer Lasten werden bei modernen Windenergieanlagen die Anstellwinkel der Blätter (pitch) und die  Ausrichtung der Gesamtanlage (yaw) kontinuierlich dem Wind angepasst.

Diese Mechanismen reichen jedoch nicht aus, um bei den zunehmend größer werdenden Rotorblättern die zeitlich und räumlich unstetigen Anströmbedingungen, wie sie durch Böen, Windscherung oder dem Passieren des Turmes verursacht werden, auszugleichen. Diese Turbulenzen führen unter anderem zu dynamischen Strömungsablösungen und letztendlich zur Ermüdung verschiedenster Bauteile, wodurch die Lebensdauer einer Windkraftanlage reduziert wird und die Kosten der Energiegewinnung steigen. Einen Ansatz, um diesen aktuellen Herausforderungen zu begegnen, bietet die aktive Strömungskontrolle. Mit ihrer Hilfe können dynamischen Lasten schnell und räumlich gezielt am Blatt ausregelt werden.

Das Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik initiierte  2011 eine nationale Forschergruppe, die sich zum Ziel gesetzt hat Technologien zur aktiven Strömungskontrolle für zukünftige Windenergieanlagen zu entwickeln. Zur der Gruppe gehören RWTH Aachen, TU Darmstadt, TU Stuttgart und Universität Oldenburg. Unter dem Titel „Lastenkontrolle von Windenergieanlagen bei realistischen, turbulenten Anströmbedingungen“ wurden von der Gruppe Fördermittel bei der DFG beantrag und in 2012 bewilligt. Das zunächst für drei Jahre bewilligte Projekt ist in sechs Teilprojekten aufgeteilt:

 

  1. Development of an aeroelastic simulator suitable for evaluating the overall cost reduction and benefit of flow control methods on real size wind turbines.
  2. Experimental assessment of active flow control techniques for wind turbines with a research turbine in a wind tunnel.
  3. Numerical verification of passive and active load alleviation techniques for wind turbines in atmospheric turbulence.
  4. Analysis of active control of wind turbine wakes using zonal LES.
  5. Passive Flow Control on Wind Turbine Rotors Using Self-Adaptive Camber.
  6. Generation of turbulent wind fields by an active grid and stochastic analysis of the force dynamics on 2D wind turbine airfoils with active flow control.

 

Am Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik werden die Teilprojekte 1 und 2 bearbeitet. Im Teilprojekt 1 wird das frei verfügbare und weltweit genutzte Programm QBlade weiter entwickelt und in Teilprojekt 2 wird eine Forschungsturbine im größten Windkanal der TUB betrieben. Die von der DFG finanzierte Forschungsturbine stellt eine einzigartige Möglichkeit dar, kostengünstig die im Gesamtprojekt entwickelten Methoden und Technologien zu erproben. Eine Verlängerung des Projektes um weitere drei Jahre ist von der Gruppe in die Wege geleitet worden.

 

Zusatzinformationen / Extras

gefördert durch die DFG