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 Besser klettern mit virtuellem Mentor
25.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Fit für die industrielle Fertigung? Aluminium-Batterien im Fokus des Verbundvorhabens „ProBaSol“ an der TU Freiberg
21.02.2020 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

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: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Im Focus: High-pressure scientists in Bayreuth discover promising material for information technology

Researchers at the University of Bayreuth have discovered an unusual material: When cooled down to two degrees Celsius, its crystal structure and electronic properties change abruptly and significantly. In this new state, the distances between iron atoms can be tailored with the help of light beams. This opens up intriguing possibilities for application in the field of information technology. The scientists have presented their discovery in the journal "Angewandte Chemie - International Edition". The new findings are the result of close cooperation with partnering facilities in Augsburg, Dresden, Hamburg, and Moscow.

The material is an unusual form of iron oxide with the formula Fe₅O₆. The researchers produced it at a pressure of 15 gigapascals in a high-pressure laboratory...

Im Focus: From China to the South Pole: Joining forces to solve the neutrino mass puzzle

Study by Mainz physicists indicates that the next generation of neutrino experiments may well find the answer to one of the most pressing issues in neutrino physics

Among the most exciting challenges in modern physics is the identification of the neutrino mass ordering. Physicists from the Cluster of Excellence PRISMA+ at...

Im Focus: Krankheiten ohne Medikamente heilen

Fraunhofer-Forschende wollen mit Mikroimplantaten Nervenzellen gezielt elektrisch stimulieren und damit chronische Leiden wie Asthma, Diabetes oder Parkinson behandeln. Was diese Therapieform so besonders macht und welche Herausforderungen die Forscher noch lösen müssen.

Laut einer Studie des Robert-Koch-Instituts ist jede vierte Frau von Harninkontinenz betroffen. Diese Form der Blasenschwäche wurde bislang durch ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

Genomforschung für den Artenschutz - Internationale Fachtagung in Frankfurt

25.02.2020 | Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Plasmonen im atomaren Flachland

25.02.2020 | Informationstechnologie

Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

25.02.2020 | Informationstechnologie

Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

25.02.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics