Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

WIND-AREA zeigt wirtschaftlichste Standorte für Kleinwindanlagen auf

31.03.2014

Auf 3D-Geodaten gestützte Methode zur Standortsuche an FH Frankfurt vorgestellt

Das Forschungsprojekt „WIND-AREA“ der Fachhochschule Frankfurt am Main (FH FFM) ist abgeschlossen. Damit liegt eine auf 3D-Geodaten basierende automatisierte Potenzialanalyse speziell für Kleinwindanlagen vor. Die Forschungsarbeit bezieht sich auf genehmigungsfreie Kleinwindanlagen bis zu 10 Metern Höhe.



Diese gelten bislang als unwirtschaftlich. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Martina Klärle hat eine Methode entwickelt, die Windströmungen und ihr Verhalten im Bereich von Hindernissen genau modelliert und somit die wenigen wirtschaftlichen Standorte für Kleinwindanlagen automatisiert selektiert.

Die Methode basiert auf der Verschneidung von hochauflösenden Laserscandaten der Erdoberfläche mit regionalen Winddaten durch Werkzeuge aus der ingenieurwissenschaftlichen Strömungslehre. Mittels eines Computerprogramms können Standorte identifiziert werden, für die die Einrichtung von Kleinwindanlagen eine maximale wirtschaftliche und energetische Effizienz erwarten lässt.

Die Potenzialkarten von WIND-AREA zeigen im Untersuchungsgebiet flächendeckend die Starkwindströme auf, z. B. auf Gebäudedächern, an Straßenrändern oder landwirtschaftlichen Flächen; dabei kann die Windgeschwindigkeit in ein-Meter-Schritten beispielsweise von einem bis zehn Metern über der Geländeoberfläche oder über Gebäuden dargestellt werden.

Auch die Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeit und -richtung kann abgebildet werden. Die Simulationen wurden zunächst exemplarisch für ein städtisches Gebiet (Frankfurt-Höchst) und zwei ländliche Gemeinden (Lautertal in Hessen und Waldaschaff in Bayern) durchgeführt. Sie sind auf alle anderen Gemeinden oder Regionen in Deutschland übertragbar.

„Das Forschungsprojekt Wind-Area ist ein Paradebeispiel für den in den letzten Jahren vollzogenen Strukturwandel unserer Hochschullandschaft. Neben der Aus- und Weiterbildung haben die Fachhochschulen mehr denn je den Auftrag, praxisorientierte Forschung zu betreiben, den Technologietransfer zu den kleinen und mittleren Unternehmen zu fördern und Dienstleistungen zugunsten Dritter zu erbringen.

Die Fachhochschule Frankfurt hat einmal mehr die Chance als Hochschule für angewandte Wissenschaft ergriffen und sich als Spezialist und kompetenter Partner für praxisnahe Forschung, Entwicklung und Transfer erwiesen“, erklärt Staatsminister Boris Rhein. Das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst förderte das Projekt von 2012 bis 2013 mit 70.000 Euro aus dem Innovationsfonds Forschung (IFoFo).

„Eine klimaschonende und effiziente Stromerzeugung wird in Anbetracht der Verknappung fossiler Energieträger aus politischer, gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Sicht immer wichtiger. Gerade die Windenergie bietet großes Potenzial für den weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien. Die Berechnungsergebnisse von WIND-AREA zeigen effiziente Standorte von Kleinwindanlagen auf; diese Potenziale sollten genutzt werden“, bekräftigt Prof. Dr. Martina Klärle vom Frankfurter Forschungsinstitut für Architektur • Bauingenieurwesen • Geomatik (FFin) der FH Frankfurt, die das Projekt wissenschaftlich umgesetzt hat. Die Informationen, die WIND-AREA liefert, sind bei der Wahl des Anlagentyps wichtig. „WIND-AREA ersetzt kostspielige Test-Messungen“, so Klärle.

Bei Kleinwindanlagen ist die Kenntnis der genauen Windgeschwindigkeit am Standort besonders wichtig, da die Windgeschwindigkeit in Bodennähe stark schwankt. Grund dafür sind Topografie, unterschiedliche Rauigkeiten der Oberfläche und Verwirbelungen durch Hindernisse wie Häuser. „Die Energieausbeute einer Windkraftanlage steigt mit der dritten Potenz zur Windgeschwindigkeit. Das bedeutet, die doppelte Windgeschwindigkeit bringt achtfachen Stromertrag. Daher können schon geringfügige Unterschiede über die Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage entscheiden“, erläutert Klärle.

In städtischen Gebieten und Ballungsräumen mit hohem Stromverbrauch bieten Kleinwindanlagen neben Solardachanlagen eine zusätzliche Möglichkeit, Strom verbrauchernah zu erzeugen. „Kleinwindanlagen werden dort bisher nur in sehr begrenztem Umfang eingesetzt. Das liegt am noch jungen, stark fragmentierten Markt für Kleinwindanlagen mit vielen unterschiedlichen Systemen sowie Schwierigkeiten bei der Evaluierung geeigneter Standorte“, ergänzt Klärle.

Weitere Informationen: http://www.wind-area.de

Weitere Projekte im Forschungsschwerpunkt Erneuerbare Energien im Landmanagement: http://www.ErneuerbarKomm.de; http://www.sun-area.net.

Kontakt: FH FFM, Fachbereich 1: Architektur • Bauingenieurwesen • Geomatik, Forschungsschwerpunkt Erneuerbare Energien im Landmanagement, Ute Langendörfer, Telefon: 069/1533-2395, E-Mail: ute.langendoerfer@fb1.fh-frankfurt.de

Weitere Informationen:

http://www.wind-area.de

Nicola Veith | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern
22.06.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Omicron Diodenlaser mit höherer Ausgangsleistung und erweiterter Garantie
20.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften