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Die Siemens AG meldet - Rekord-Windturbine mit 154 Meter großen Rotoren

^{(Info zur Meldung vom 31.7. 12 – Link zur Meldung bei Siemens angesurft am 6.8.12 - Link zur Meldung beim Informationsdienst Wissenschaft IDW) - Referenz-Nr.: IN 2012.07.6d}
Siemens hat die weltweit längsten Rotorblätter für Windturbinen hergestellt. Mit 75 Metern Länge haben sie fast die Spannweite eines Airbus A380. Ab Herbst werden die Rotorblätter des Typs B75 an einem Prototyp der Sechs-Megawatt-Offshore-Windkraft­anlage in der Teststation in Østerild in Dänemark installiert. Der Rotor über­streicht mit 18.600 Quadratmetern eine Fläche von zweieinhalb Fußballfeldern. Die Blattspitze rotiert mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 80 Metern pro Sekunde. Dies entspricht 290 Kilometern pro Stunde. Möglich wurde der Riesenrotor durch spezielle Technologien, die es erlauben, extrem stabile und gleichzeitig leichte Konstruktionen herzustellen.
Siemens produziert das B75-Rotorblatt in dem patentierten IntegralBlade-Verfahren, bei dem das gesamte Blatt in einem Guss aus Glasfaser verstärktem Epoxydharz und Balsaholz hergestellt wird. Dadurch hat der Flügel weder Nähte noch Klebestellen und ist extrem robust. Der 154 Meter große Rotor muss riesigen Luftmassen standhalten: Bei Windgeschwindigkeiten von zehn Metern pro Sekunde ♠1fängt er pro Sekunde die Energie aus 200 Tonnen Luft ein.
Die ebenfalls patentierte QuantumBlade-Technologie sorgt dafür, dass das Rotorblatt im Vergleich zu konventionellen Herstellungsmethoden bis zu 20 Prozent leichter ist.
Maschinenhäuser, Türme und Fundamente können weniger schwer ausgelegt werden, und die Kosten für die Anlage sind im Vergleich geringer. Erreicht wird die hohe Gewichtsreduktion durch speziell gestaltete Blattprofile. Sie sind außerdem so ausgelegt, dass die Rotoren bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten optimale Leistung bringen.

Siemens stellt seit 30 Jahren Windkraftanlagen her. In dieser Zeit hat sich die Technik von 30-Kilowatt-Turbinen mit fünf Meter langen Rotorblättern auf Sechs-Megawatt-Anlagen gesteigert. Die ersten beiden Sechs-Megawatt-Turbinen dieses Typs - ausgestattet mit den etablierten 60 Meter langen Rotorblättern - werden im Windpark Gunfleet Sands vor Englands Südküste installiert und getestet. Der dänische Versorger Dong will in den nächsten Jahren 300 getriebelose Windturbinen von Siemens mit dem längsten Rotorblatt vor der Küste Großbritanniens installieren. Windenergieanlagen sind Teil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen im Geschäftsjahr 2011 einen Umsatz von rund 30 Milliarden Euro erzielte.

Das Fraunhofer-Gesellschaft meldet. Windparks – Gefahr für Ultraleichtflugzeuge? - Forschung Kompakt 1.8.2012

^{(Info zur Meldung am 1.8.12 – Link zur Meldung beim Informationsdienst Wissenschaft (idw) – Link zur Meldung bei der Fraunhofer-Gesellschaft angesurft am 6.8.12)}
Flugplätze für Ultraleichtflugzeuge liegen meist in ebenem Gelände – Windparks auch. Doch erzeugen Windkraftanlagen Turbulenzen, die Leichtbauflugzeuge gefährden können? Eine Simulation berechnet für verschiedene Windrichtungen und -geschwindigkeiten, wie die Anlagen Flugzeuge beeinflussen.

2012 © Foto vom Fraunhofer Inst…

Welche Turbulenzen erzeugen Windräder laut Simulation - Der rote Strahl deutet eine hohe Turbulenz an - Graphik als Simulationsergebnis von Fraunhofer IWES

^{Link: Bild zum Herunterladen}
Ob motorisierter Drachenflieger oder ein 300 Kilogramm schwerer Einsitzer – das Fliegen mit Ultraleichtflugzeugen boomt. Viele Flugplätze beantragen daher auch die Lizenz für die leichten Gleiter. Die meisten dieser Airports befinden sich in ebenem Gelände, in dem auch Windkraftanlagen vorzugsweise aufgestellt werden. Doch diese könnten sich als Gefahrenquelle für die Flieger entpuppen, insbesondere bei Start und Landung: Zum einen »klauen« sie den Fliegern den Wind, da die Windgeschwindigkeit hinter einer Anlage sehr viel geringer ist. Fliegen die Flugzeuge in den Bereich hinter dem Rotor, befinden sie sich urplötzlich in einer neuen aerodynamischen Situation. Zum anderen erzeugen die Rotoren Turbulenzen in der Luft, die Flugzeuge ebenfalls beeinträchtigen können.

Simulation berechnet Turbulenzen

Aktuell ist die Frage, inwieweit Windräder Ultraleichtflugzeuge beeinflussen, jetzt am ULV-Landeplatz Linnich-Boslar, in dessen Nähe ein großer Windpark entstehen soll. Vor dem Bau will der Betreiber, die BMR Windenergie, sichergehen, dass den Fliegern keine Gefahr droht. Forscher am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Oldenburg haben im Auftrag der Firma eine Simulation entwickelt, die berechnet, welche Turbulenzen die Anlagen erzeugen, wie sie die Windgeschwindigkeit ändern und welchen Einfluss dies auf die Flugzeuge hat. »Diese Simulationen haben wir für verschiedene Szenarien durchgeführt«, sagt Dr. Bernhard Stoevesandt, Abteilungsleiter am IWES. »Wir haben verschiedene Windrichtungen simuliert, zwei Windgeschwindigkeiten und fünf Flugbahnen, in denen sich der Flieger unterschiedlich lange im Einflussgebiet des Rotors aufhält.«

Komplexes Gittermodell

Für die Simulationen haben die Forscher zunächst ein Computermodell vom Boden sowie ein Windprofil der Gegend erstellt, in der der Windpark entstehen soll. Über das Modell wurde ein Gitter gelegt. An den verschiedenen Gitterpunkten berechnet der Computer, wie sich Windsituation und Turbulenzen durch die Anlagen ändern. »Die große Kunst besteht darin, das Gitter zu erstellen: Denn die Gitterpunkte, an denen der Computer die einzelnen Berechnungen vornimmt, müssen genau an den relevanten Stellen liegen«, erläutert Stoevesandt. Der Aufwand der Simulation ist enorm – die Software berechnet in vielen Millionen Gitterzellen die jeweiligen Strömungen, die sich gegenseitig beeinflussen. Weitere Herausforderungen liegen darin, den Nachlauf – also die Turbulenzen und die Änderung der Windgeschwindigkeit hinter dem Rotor – richtig darzustellen und herauszufinden, wie er sich auf das Flugzeug auswirkt. »Um die Simulationen zu validieren, wurde der Nachlauf von Windenergieanlagen an einzelnen Punkten hinter dem Rotor gemessen und die Messungen mit den Simulationen verglichen«, weiß Stoevesandt. »Die jeweiligen Daten stimmen gut überein.«
Insgesamt haben die Wissenschaftler die Auswirkungen der Windparks in einem Umkreis von etwa 1500 Meter und einer Höhe von bis zu 500 Meter untersucht. Zum Vergleich: Die Nabe des Rotors befindet sich in 123 Meter Höhe. Das Ergebnis: Am Landeplatz Linnich-Boslar sind die Turbulenzen, die die Windräder erzeugen, geringer als die normalen Umgebungsturbulenzen. Auf andere Flugplätze lässt sich dieses Ergebnis jedoch nur bedingt übertragen: Denn die Umgebung wirkt sich stark auf den Nachlauf aus – ist die Landschaft bewaldet oder hügelig, ist der Nachlauf anders als auf dem platten Land. »Für solche Flugplätze müssten wir die Simulationen entsprechend anpassen«, sagt Stoevesandt.
Forschung Kompakt August 2012 [ PDF 0.54 MB ]

Liste der redaktionellen Inline-Kommentare

♠1) Das entspricht eine Windgeschindigkeit von 36 km/h oder einer Windstärke 4.
http://de.wikipedia.org/wiki/Windgeschwindigkeit
Dr. Dieter Porth