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8. Vorlesung Strömungstechnik II PEU

8. Vorlesung Strömungstechnik II PEU. Windkraftanlagen. • Überblick • Geschwindigkeitsdreiecke • Betzsche Formel. Frage zu „seltenen Erden“:. Fliegendes Kleinwindenergiekraftwerk http://www.altaerosenergies.com / Der elektrische Strom gelangt über die Halteleinen zum Boden! .

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8. Vorlesung Strömungstechnik II PEU

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Presentation Transcript

  1. 8. Vorlesung Strömungstechnik II PEU Windkraftanlagen • Überblick • Geschwindigkeitsdreiecke • Betzsche Formel

  2. Frage zu „seltenen Erden“:

  3. Fliegendes Kleinwindenergiekraftwerk http://www.altaerosenergies.com/ Der elektrische Strom gelangt überdie Halteleinen zum Boden!

  4. Google will die fliegende Windturbine http://www.erneuerbareenergien.de/google-will-die-fliegende-windturbine/150/469/63014/ Der elektrische Strom gelangt überdie Halteleinen zum Boden! Mai 2013

  5. Bahrain: Erste Windkraftanlagen in Gebäude integriert • 240 Meter hohe Türme, 50 Stockwerke • elliptisch geformte Türme sollen die Windgeschwindigkeit im Zwischenraum erhöhen (Windkonzentrator) • Windkraftanlagen 29 m von der dänischen Firma Norwin • sollen 12 Stunden am Tag laufen und bis zu 15 Prozent der Gesamtenergie des Gebäudes erzeugen • drei Windkraftanlagen mit einer Leistung von je 46 kW in einer Höhe von 60, 98 und 136 m, n=38 U/min • http://www.heise.de/tp/blogs/2/106296 • http://de.wikipedia.org/wiki/Bahrain_World_Trade_Center • 05.05.2011

  6. Literaturhinweise und Internetlinks Gasch, Twele: Windkraftanlagen. Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb, Teubner-Verlag 2005 http://www.windpower.org/de/tour/wres/index.htm ftp://ifs.muv.fh-duesseldorf.de/windpower_dk/ Hersteller: http://www.enercon.de http://www.suzlon.com http://www.ge.com/de/ourBusiness/infrastructure/energy/wind.html

  7. Windkraftanlage mit Getriebe, aus Hau, Windkraftanlagen 1997.

  8. Windkraftanlagen – Rotoren mit vertikaler Drehachse, aus Hau, Windkraftanlagen 1997.

  9. keine hohe Effizienz Gebaut 1982 – Einsturz durch Orkan 1989 Aufwindkraftwerk in Manzanares Spanien, Turmhöhe 200m, Turm Ø 10 m, Kollektordach Ø 250 m, Leistung 50 kW, aus Hau, Windkraftanlagen 1997.

  10. http://www.welt.de/wissenschaft/article1922564/Bochumer_bauen_das_hoechste_Bauwerk_der_Welt.htmlhttp://www.welt.de/wissenschaft/article1922564/Bochumer_bauen_das_hoechste_Bauwerk_der_Welt.html

  11. … Installation auf Hausdach … Darrieus-Windkraftanlage (H-Rotor), Ø 35 m, 300 kW, USA http://www.archiexpo.de/prod/ropatec/vertikale-drei-blatt-kleinwindkraftanlagen-darrieus-rotor-62272-160011.html Darrieus-Windkraftanlage, Ø 19 m, 170 kW, Firma Flowind USA Quelle: Hau, Windkraftanlagen 1997.

  12. Forschungsschiff Alcyone (Jacques-Yves Cousteau 1985) mit Flettner-Rotor als Segelantrieb, Quelle: Greenpeace.

  13. Japanische Windenergieanlage zur Ausnutzung besonders niederiger Windgeschwindigkeiten (ab 2,5 m/s), Die Welt 29.04.99.

  14. Hong Kong: 40 Turbinen mit in der Summe 960 W bei 5,5 m/s Windgeschwindigkeit November 2006 http://www.motorwavegroup.com/new/motorwind/it2.html

  15. Buch der Synergie – exotische Designs http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_08_11_windenergie_neue_designs.htm

  16. Buch der Synergie – exotische Designs http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_08_11_windenergie_neue_designs.htm

  17. in der Nordsee umgesetzt - möglicherweise für Rhein geeignet - Konzept eines 350 kW Meeresströmungsgenerators, Erneuerbare Energien 5/2000.

  18. 400 kW Wellenkraftwerk, Kvaerner Brug A.S., Oslo (1985), mit Wells-Turbine, die unabhängig von der Durchströmungsrichtung in die selbe Richtung rotiert. (Quelle: VDI 1985) oder www.itpower.co.uk/itpmarin.htm.

  19. Leistungsberechnung einer WKA (siehe auch Schade/Kunz/Paschereit/Kameier Strömungslehre, LE 6.5) Freistrahlturbine

  20. Leistung einer Strömungsmaschine und mit - mittlere Geschwindigkeit vor und hinter dem Rotor

  21. Maximum der Leistung

  22. Minimum für P gesuchtes Maximum Leistung der Windkraftanlage

  23. Die Leistung der Windkraftanlage steigt mit der dritten Potenz. mit oder Eine Windkraftanlage kann theoretisch maximal 60 % der vorhandenen Windenergie nutzen.

  24. Geschwindigkeitsdreiecke einer Windkraftanlage Die Skizze geht aus von den Beträgen der Geschwindigkeiten im Absolutsystem.

  25. Es folgt die Festlegung der An- und Abströmrichtungen.

  26. Die Umfangsgeschwindigkeit und eine drallfreie Anströmung werden eingezeichnet.

  27. Das Schaufelprofil wird gemäß An- und Abströmung konstruiert, der Drall am Austritt ist negativ. Nur die Freistrahlturbine wird drallfrei angeströmt.

  28. c2u Negativer Drall! Nur die Freistrahlturbine wird drallfrei angeströmt.

  29. Die vom Rotor erfasste Stromröhre hat gemäß der Kontinuitätsgleichung stromauf des Rotors einen kleineren Querschnitt als stromab des Rotors: Bild aus: Spurk, Aufgaben zur Strömungslehre, 1996.

  30. Aufbau einer Gondel - mit Getriebe Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V. http://www.wind-energie.de/

  31. Aufbau einer Gondel – ohne Getriebe Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V. http://www.wind-energie.de/

  32. WKA ohne Getriebe Quelle: www.enercon.de

  33. Die Technik - 500 Mal mehr Energieertrag seit 1980 Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V. http://www.wind-energie.de/

  34. Die gegenwärtig größten Windenergieanlagen der Welt. Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V. http://www.wind-energie.de/

  35. Kleine Windenergieanlage für das Testfeld der FH Düsseldorf (Neubau Derendorf) 350 Watt 1,22 m Einschaltgeschwindigkeit 3,5 m/s (=12,6 km/h) typische Masthöhe 6 m http://www.superwind.com/swe/index.htm

  36. Vortex Hydro Energy (Michael Bernitsas, www.memagazine.org, April 2010) FH Düsseldorf verfolgt eigene Idee - z.B. für Rhein http://www.vortexhydroenergy.com/

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