Rekord-Windrad mit 154 m Durchmesser

[Roboternetz-News]

Siemens hat die weltweit längsten Rotorblätter für Windturbinen hergestellt. Mit 75 Metern Länge haben sie fast die Spannweite eines Airbus A380. Ab Herbst werden die Rotorblätter des Typs B75 an einem Prototyp der 6-MW-Offshore-Windkraft*Anlage in der Teststation in Østerild in Dänemark installiert. Der Rotor über*streicht mit 18.600 Quadratmetern eine Fläche von zweieinhalb Fußballfeldern. Die Blattspitze rotiert mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 80 m/s. Dies entspricht 290...

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News Quelle: Elektor
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[Manf]

Allein der Transport dieser Rotorblätter über Land ist eine große Herausforderung.

Allein der Transport wird allerdings nicht viel zum ursprünglichen Ziel, der Energiegewinnung beitragen, so herausfordernd dieser Transport über Land auch sein mag, man wird sich wohl nicht darauf beschränken dürfen. -

Zur Profilgestaltung wird gesagt dass sie optimal ist. Wie ist das mit der übrigen Gestaltung der Blätter? Bei Tragflächen hat man ja mit den Flügeln von Vögeln ein schönes biologisches Vorbild. Dort hat man ja auch Winglets eingeführt um die Flügel so viel besser zu machen.

Bei Windrädern gibt es kaum unmittelbare biologische Vorbilder (Tiere die sich geanu so verhalten wie Windräder wären sicher schon aufgefallen).

Kann man trotzdem bei der Gestaltung der Blattenden etwas gewinnen damit der Wind nicht so sehr radial über die Enden gleitet und für die Energiegewinnung verloren geht?

[ranke]

Zur Profilgestaltung wird gesagt dass sie optimal ist.

Das Gegenteil läßt sich schwer beweisen, insofern fliesst dieser Superlativ den Verfassern von Pressemitteilungen leicht aus der Feder. Wer sich auskennt, der weiss, dass "optimal" eine hohe relative Komponente hat. Es bedeutet, dass sich die Ingenieure angestrengt haben etwas Gescheites zu bauen. Näheres regelt die praktische Erprobung.

Kann man trotzdem bei der Gestaltung der Blattenden etwas gewinnen damit der Wind nicht so sehr radial über die Enden gleitet und für die Energiegewinnung verloren geht?

Bei so stark gestreckten Tragflügeln wie sie bei Windkraftanlagen üblich sind, ist der induzierte Widerstand (also die Verluste durch Umströmung des Tragflächenendes) vermutlich gering (siehe auch hier). Winglets könnten hier deshalb nicht viel bringen, zumal sie ja als zusätzliche umströmte Gebilde auch zum Gesamtwiderstand beitragen. Weitere Kompromisse wird man eingehen müssen in Bezug auf mechanische Robustheit (die Strukturen dürfen nicht zu filigran werden - der Flügel muss die Möwe halbieren, nicht umgekehrt) und Freiheit von Kanten und Hohlkehlen, wo sich Eis ansetzen könnte (das dann abschmelzend unten die Strandspaziergänger erschlägt).

[oberallgeier]

... Profilgestaltung ... optimal ... Wie ist das mit der übrigen Gestaltung der Blätter ...

Die Optimierung der Profile ist eine jahrzehntelange Sysiphusarbeit, die aber ihre Wirkung zeigt. Auch die Winglets an den Flügelenden, z.B. bei Airlinern etc., haben in den letzten Jahrzehnten Form und Größe sehr geändert bei steigender Wirksamkeit (vlg. z.B. Vortrag Zimmer/Dornier bei Jahrestagung 1977 der DGLR).

Die Randwirbelproblematik der Windanlagen hat man - soweit ich mit meinem derzeitigen (zeitlich/fachlichen) Abstand erkenne/sehe/mir erkläre - erheblich verbessert durch sehr starke Verschlankung im Aussenbereich und mittlerweile auch durch fast mikroskopische Winglets. Antrieb ist hier neben dem Wirkungsgrad auch die Umweltfrage durch den Lärm im Blattnachlauf. Auch die Propellertheorie mit ihrer im Radius steigenden Umfangsgeschwindigkeit (Reynoldszahl!) ist mit dem allgemeinen Fortschritt ebenfalls vorangegangen.

... Bei Windrädern gibt es kaum unmittelbare biologische Vorbilder ...

Hihihi - solange die Libellen nicht hubschrauben und der Zenoniasamen so schön nurflügelt gibts nix. Allerdings war das Projekt GROWIAN durch viele Fehlschläge in Verruf geraten - weil manche Leute nicht sehen, wie viel man aus Fehlern lernen kann. Und bei Growian hatte man eine Menge Fehler gemacht - einfach weil man in vielen Punkten über die damaligen Grenzen hinausging, und man hatte wirklich eine Menge von ihm gelernt, trotz der kurzen Laufzeit/Gesamtbetriebsdauer. GROWIAN - Inbetriebstellung Okt 1983, Rotor Ø 100,4 m.

Nebenbei bemerkt - der Leistungsertrag übers Jahr ist bei Windanlagen vor etlichen Jahren alleine dadurch gestiegen, dass man eine Betriebsgrenze, hier die zulässige Windgeschwindigkeit unter Last bevor die Rotorflügel wegen Strukturbruchgefahr auf Segelstellung gefahren werden, deutlich angehoben hatte.