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 Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

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: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie