Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

WWU-Physiker verbessern Windkraftanlagen durch mathematische Vorhersagen

28.02.2008
Wind ist unberechenbar - mal nur ein Hauch, mal böiger Sturm. Trifft er auf ein Hindernis, entstehen turbulente Luftströmungen. Für die Betreiber von Windkraftanlagen bedeuten diese Unwägbarkeiten technische Schwierigkeiten und mangelnde Planbarkeit, was sich im Strompreis widerspiegelt.

Forscher vom Institut für Theoretische Physik der WWU Münster machen den Wind mathematisch genauer vorhersagbar, um die Nutzung der Windenergie zu verbessern.

Die Arbeit ist Teil des Projekts "Windturbulenzen und deren Bedeutung für die Nutzung der Windenergie", das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Neben den Münsteranern sind Forscher der Fachhochschule Kiel, des Max-Planck-Instituts für Physik komplexer Systeme in Dresden und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Göttingen beteiligt sowie - als Koordinatoren - Wissenschaftler des Zentrums für Windenergieforschung ForWind der Universitäten Oldenburg und Hannover.

"Turbulente Strömungen wie Verwirbelungen in einem großen Windfeld sind zurzeit nicht berechenbar. Während in anderen Bereichen der Physik durch genaue Simulationen am Computer Versuche eingespart werden können, ist das in der Strömungsforschung bisher nicht möglich", erklärt Prof. Dr. Rudolf Friedrich, der das münstersche Teilprojekt leitet. "Beim Autobau zum Beispiel ist man immer noch auf Versuche in Windkanälen angewiesen, in denen man die auftretenden Kräfte messen kann."

... mehr zu:
»Physik »Windkraftanlage

Zwar gibt es mathematische Modelle, die die Strömungsverhältnisse an Windkraftanlagen simulieren, jedoch spiegeln diese Simulationen die realen Bedingungen nicht ausreichend wider. Die Forscher im Wind-Projekt arbeiten daher an einer Verbesserung der Simulation. "Bislang nutzen die Ingenieure ein allgemeines Windfeldmodell und Erfahrungswerte, um abzuschätzen, welche Lasten ein Windkraftwerk aushalten muss", so David Kleinhans, der das Windfeldmodell unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Turbulenz im Rahmen seiner Doktorarbeit erweitert hat. "Ein realistischeres Windmodell kann helfen, die Bauteile der Windräder so zu wählen, dass sie weniger verschleißanfällig sind."

Kleinhans hat das allgemeine Windmodell weiterentwickelt, so dass damit auch starke Schwankungen in Windfeldern mathematisch beschrieben werden können - die Physiker können nun auch Extremereignisse wie Windböen simulieren, was bislang nicht möglich war. Das erweiterte Modell wurde in Zusammenarbeit mit einem Hersteller von Windkraftanlagen bereits getestet.

Schwankungen in Windfeldern, wie sie durch Windböen entstehen, führen zu Spannungsschwankungen im Stromnetz. Diese wiederum bedeuten Schwierigkeiten für die Netzbetreiber, die eine gleichmäßige Versorgung der Kunden gewährleisten und Stromausfälle durch zu starke Spannungsschwankungen verhindern müssen. "Strom ist umso teurer, je kurzfristiger er bereitgestellt wird", bringt Kleinhans das Problem auf den Punkt. Könnte man zum Beispiel Böen vorhersagen, könnten die Windkraftanlagen rechtzeitig kurz vom Netz genommen werden. An solch einer Vorhersagemethode arbeiten die Dresdener Projektpartner.

Die Förderung durch das BMBF ist auf drei Jahre begrenzt und läuft im Juli 2008 aus. "Gemeinsam mit den anderen beteiligten Forschern sind wir einen Schritt nach vorn gegangen", resümieren die Münsteraner zufrieden. Die Grundlagenforschung im Bereich Windkraftanlagen war zu Projektbeginn von der Industrie wenig beachtetes Neuland; mittlerweile hat das Interesse zugenommen. Die münsterschen Physiker und ihre Kollegen wollen auch in Zukunft intensiv weiterarbeiten, um die Nutzung der Windenergie zu optimieren.

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://www.forwind.de/
http://pauli.uni-muenster.de/tp/menu/forschen/ag-friedrich.html

Weitere Berichte zu: Physik Windkraftanlage

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Fraunhofer-Forscher entwickeln Hochdrucksensoren für Extremtemperaturen
28.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

nachricht Mit unkonfektionierten Kabeln durch die Schaltschrankwand
26.06.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive