2014 ASME Kroeger Windturbine

Aerodynamic Design and Optimization of a Small Scale Wind Turbine
Konferenzpaper ASME GT2014-26937, Düsseldorf, Deutschland
G. Kröger, U. Siller, J. Dabrowski
Veröffentlichungsjahr: 2014

 

Kleinwindkraftanlagen dienen als autarke Energieversorgung in abgeschiedenen Regionen und gewinnen als dezentrale Versorgung auch im innerstädtischen Bereich an Bedeutung. Viele auf dem Markt befindliche Kleinwindkraftanlagen erreichen ihre Nennleistung jedoch nur bei selten vorhandenen, hohen Windgeschwindigkeiten. Diese Veröffentlichung gibt in Zusammenarbeit mit der enbreeze GmbH einen Überblick über die aerodynamische Auslegung einer 1kW Kleinwindkraftanlage optimiert für niedrige Windgeschwindigkeiten zwischen 3.5-5.5 m/s, wie sie typisch für einen innerstädtischen Standort sind.

Die Auslegung erfolgt mit einer automatisierten 3D-Mehrzieloptimierung an mehreren Betriebspunkten hinsichtlich einer maximalen Effizienz über weite Windgeschwindigkeitsbereiche und einem aerodynamisch robusten Design. Der Optimierungsansatz ist unkonventionell für Windkraftanlagen, da ein kompressibler Strömungslöser zu Einsatz kommt. Das numerisch komplexere CFD-Setup erlaubt eine deutlich bessere Vorhersage zur Profilperformance, da lokale Dichteänderungen auf der Schaufel nicht vernachlässigt werden.

Vorgestellt und diskutiert werden das parametrische Schaufelmodell, CFD- und Optimierungssetup sowie eine aerodynamische Bewertung des final ausgewählten Members.

 

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