|
|
|
TeesideUnited-Kingdom, 2007,
Foto (c) EDF EN |
City Wissenschaftler entwickeln
rationalisiertes Verfahren, um
Wirbelgeneratoren (VG) an
Windturbinen zu verbessern. Die
Forschungsarbeiten von Dr. Marinos
Manolesos [2], Dozent für Luft- und
Raumfahrttechnik an der City,
University of London [3], zielen
darauf ab, ein optimiertes Verfahren
für die Entwicklung verbesserter
Wirbelgeneratoren (VG) an
Windturbinen und die Optimierung
ihrer Positionierung auf den
Blättern zu entwickeln.
Das Forschungsprojekt wird vom
Offshore Renewable Energy [4] (ORE)
Catapult in Zusammenarbeit mit der
Swansea [5] University, dem
Beratungsunternehmen für grüne
Energie Natural Power [6] und dem
Entwickler von
Windkraftanlagenkomponenten, Anakata
[7], finanziert.
VG sind aerodynamische
Vorrichtungen, die an
Auftriebsflächen angebracht werden
können, um Wirbel zu erzeugen und
die Strömungsablösung zu verzögern.
Dadurch wird die aerodynamische
Leistung der Windturbinenblätter
verbessert, was zu einem größeren
Drehmoment des Rotors und einer
höheren Leistung der Turbine führt.
Strömungstrennung
Dr. Manolesos
und sein Team hoffen, die Effizienz
von Windturbinenrotoren zu
verbessern, deren Effizienz abnimmt,
wenn sich die Strömung um die
Blätter herum aufteilt. Dies
geschieht in der Regel im
Fußbereich, wo das Blattprofil nicht
aerodynamisch optimiert ist, da es
sich verdicken muss, um mit der
kreisförmigen Form des Fußes zu
verschmelzen. Auch in der Nähe der
Schaufelspitzen kann es zu einer
Strömungsablösung kommen, die auf
die Erosion der Vorderkante
zurückzuführen ist. Dies hat
erhebliche negative Auswirkungen auf
die jährliche Energieproduktion (AEP)
von Windturbinen, was zu einem
geringeren Energieertrag führt.
VGs sollen die
AEP von Windturbinen um mindestens 3
Prozent verbessern, mit verbesserten
VG-Designs und optimierter
Standortwahl. Auf alle
Windkraftanlagen im Vereinigten
Königreich angewendet, würde dies
den Strombedarf von zusätzlichen
800.000 Haushalten auf der Grundlage
der Erzeugungszahlen für 2020
darstellen. Dieses Projekt wird dazu
beitragen, die AEP-Bereitstellung
voranzutreiben und genaue Messungen
für die erzielten Verbesserungen
bereitzustellen. Die Technologie
kann sowohl bei neuen Anlagen als
auch bei der Nachrüstung bestehender
Windturbinen eingesetzt werden, um
deren Ertrag zu verbessern. Das
bedeutet, dass sie ein äußerst
kosteneffizientes Mittel sein
könnte, um die Erträge von Windparks
zu steigern und mehr Strom aus
erneuerbaren Energien zu erzeugen.
Im Rahmen des
Marine Energy Engineering Centre of
Excellence (MEECE [8]) des ORE
Catapult können die Projektpartner
das Potenzial der VG demonstrieren,
indem sie sie auf der
7-MW-Levenmouth-Demonstrationsturbine
(LDT) des Catapult installieren, der
weltweit fortschrittlichsten frei
zugänglichen Forschungsturbine.
Während dieser Demonstration werden
die Auswirkungen der VGs auf die
Leistung mit Hilfe der vorhandenen
Sensoren der Turbine gemessen. Diese
Messungen werden mit denen
verglichen, die an der Turbine vor
der Installation der VGs vorgenommen
wurden, sowie mit den Vorhersagen
eines numerischen Modells.
Neben den Tests
und der Validierung wird ORE
Catapult eine
Strömungsvisualisierungskampagne am
LDT durchführen, um das
Strömungsverhalten um die
Turbinenschaufeln herum zu messen
und festzustellen, wo
Strömungsablösungen auftreten.
Die ersten
Tests werden im Windkanal der
Swansea University durchgeführt, wo
ein physikalisches Modell eines
Abschnitts der LDT installiert wird,
um detaillierte Strömungsmessungen
durchzuführen. Die Swansea
University wird mithilfe von
3D-Computational Fluid Dynamics (CFD)
ein numerisches Modell der LDT
erstellen, das anhand der
Strömungsvisualisierung und der
Windkanal-Testdaten validiert wird.
Das numerische Modell wird dann
verwendet, um VGs für die LDT zu
entwerfen, um die Strömungsablösung
zu reduzieren und die AEP zu
erhöhen.
[1]
https://www.city.ac.uk/news-and-events/news/2022/04/creating-more-efficient-wind-turbines
[2]
https://www.city.ac.uk/about/people/academics/marinos-manolesos
[3]
https://www.city.ac.uk/
[4]
https://ore.catapult.org.uk/
[5]
https://www.swansea.ac.uk/
[6]
https://www.naturalpower.com/uk
[7]
https://anakatawindpower.com/
[8]
https://www.meece.org.uk/resources/demonstration-of-enhanced-vortex-generators/?utm_campaign=MEECE&utm_content=205153072&utm_medium=social&utm_source=linkedin&hss_channel=lcp-3318975
Meldung: Ida Junker,
Agentur PPOOL, Paris