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Elastische Windrotoren steigern Stromausbeute

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Dank der höheren Effizienz und Kostensenkungen bei der Herstellung soll Strom aus Windkraft noch in diesem Jahrzehnt preiswerter sein als Strom aus Kohlekraftwerken, wie die Zeitschrift Pictures of the Future in ihrer aktuellen Ausgabe berichtet.

Die neue Generation von Rotorblättern ist leicht geschwungen wie ein arabisches Schwert. Sie soll in den USA ab 2012 in Serie gehen.

Wegen der Krümmung biegt sich das Blatt unter Windlast und verdreht sich gleichzeitig, wobei sich die Belastung auf den Rotor reduziert. Das ist ein Vorteil gegenüber heute starren Blättern. Auf offener See treffen Luftmassen von mehr als 100 Tonnen je Sekunde aus unterschiedlichen Richtungen auf die Rotoren. Die elastischen Blätter können sich besser und flexibler anpassen. Die Druckbelastung wird deutlich reduziert – das Material verschleißt weniger, und die Lebensdauer steigt.

Als Alternative können Rotorblätter größer werden und damit mehr Energie produzieren, ohne dass die aerodynamische Belastung wesentlich zunimmt. Das neue Rotorblatt ist mit 53 Metern vier Meter länger als das Vorgängermodell. Das bedeutet fünf Prozent mehr Energieausbeute.

Beim Design legten die Experten von Siemens Wind Power viel Wert darauf, weniger Material einzusetzen, um damit das Eigengewicht zu verringern. Gegenüber dem Vorgänger ist das neue Rotorblatt je nach Materialauswahl bis zu 500 Kilogramm leichter. Dabei war die größte Herausforderung, trotz geringerem Gewicht und Materialeinsparung, die notwendige Stabilität zu gewährleisten.

Die besseren aerodynamischen Eigenschaften sind vor allem der computerbasierten Optimierung der äußeren Form der Rotorblätter und vielen Tests unter realen Bedingungen zu verdanken. Daneben wird der Herstellungsprozess verbessert. Bislang werden zahlreiche Lagen aus Glasfasergewebe in Handarbeit ausgelegt, geformt, verklebt und in riesigen Schalen, die Sandkastenformen ähneln, gebacken.

In Zukunft soll dies verstärkt automatisiert werden. Damit sollen die Produktionskosten der Flügel um 40 Prozent sinken – die Windanlage wird kostengünstiger und der Preis pro Kilowattstunde Windstrom sinkt. (IN 2011.11.5)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

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Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...