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EuRegEn
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Beitragvon EuRegEn » 02.10.2012 18:28 Uhr

Der Einflügler und das Meer.

Schon in der Steinzeit der Windkraftentwicklung wurden Einflügler gebaut, und sie waren eine der größten WKAs seiner Zeit.
Auf dem Versuchsfeld des Deutschen Windenergie-Instituts, dem Jade-Windpark, (DEWI) bei Wilhelmshaven wurden 1989 drei Anlagen vom Typ Monopteros 50 mit je 640 kW Nennleistung erstellt. Die Anlagen hatten eine Blattlänge von 56 m und eine Nabenhöhe von 60 m.

Neben Akustik und Optik standen dem Einflügler auch die Bauform im Wege, weil -gerade im Binnenland- mit großen Unterschieden der Windstärke je nach Höhe große Belastungsschwankungen auszugleichen waren. Da der Flügel relativ nahe am Masten vorbei raste, war es nicht möglich, ihm die nötige Bewegungsfreiheit zu gewähren.

Noch vor wenigen Jahren war der längste Flügel 50 Meter lang, heute gibt es schon Flügel mit 75 Metern, die sehr viel Geld kosten. Könnte man zwei von drei Flügeln einsparen, wäre dies dann ein erhebliches Kostenargument. Nebenbei hat der Einflügler eine größere Nabenumdrehung, was ein kleineres Getriebe oder ein kleinerer Ringgenerator bei getriebelosen WKAs bedeutet - und wiederum Kosten einspart.

Fazit: Im Binnenland wird der Einflügler nicht glücklich werden.

Wie sieht die Sache nun im Meer aus?

Neben der dreifachen Vollaststundenzahl, sind nur mit Meeres-WKAs bauliche Vorteile generierbar.

Sehen wir uns die Windfloat an:
http://www.maritimeandenergy.com/media/ ... adoura.jpg

Jeder Statiker bekommt einen Herzanfall. Keinerlei Abstützung/Abspannung.

Es ist so, als ob ein Fahrradhersteller eine einarmige Gabel einbaut.
Es gibt sie – hier:
http://fahrrad.wikia.com/wiki/Bild:Fahr ... seitig.jpg
Warum nicht? Ist doch offensichtlich technisch möglich, aber warum sehe ich so wenige auf den Straßen?
Blöde Frage, wird sich jeder denken, weil man so einen statischen Unfug nicht macht, der nur unsinnig Geld kostet und die Sicherheit verringert. Genau erkannt. Nur bei Windkraft wird immer noch nicht so gedacht.
Die normale Fahrradgabel sieht eben so aus:
http://fahrrad.wikia.com/wiki/Bild:Federgabel.jpg
Genau, eine gute Statik wird durch eine zweiarmige Gabel erreicht.

Würde dies auch bei Windkraft gehen?

Bei den normalen WKAs im Binnenland muss sich ja die Gondel mit dem Flügel in den Wind drehen – und die Flügel würden diese Abstützungen berühren und zerstören.
Wenn aber sich die ganze Plattform in den Wind dreht, kann auf eine drehbare Gondel verzichtet werden.
Auch hier bei diesem Testmodell wird auch eine drehbare Gondel verzichtet, weil die gesamte Anlage um den Mittelpunkt auf Rädern gelagert - und somit drehbar ist:

http://www.ades.tv/en/rdi/projects/naza ... mbia/id/30

Dann kann die Gondel wie ein Dreibein statisch optimal abgestützt werden. Die Basis entspricht den drei Tonnen bei Windfloat.
Von den drei auftriebgebenden Tonnen gehen die Masten konisch nach oben, wo sich diese an der Gondel vereinen. Dabei steht ein Mast vor dem Rotor und zwei Masten hinter dem Rotor. So ist der Rotor mittig -statisch optimal- positioniert. Die Flügel können sich dynamisch in diesem Mittelbereich auspendeln.
Was als bei ADES mit viel Aufwand erreicht wurde, wird einem hier geschenkt:
http://www.ades.tv/en/products/pendular ... bine/id/24

Video:

http://www.youtube.com/watch?v=YzRYojNYE_k

Jetzt müssen nur noch drei solcher Anlagen mittels waagerechten, unterm Welllenbereich schwebenden Masten verbunden werden – schon ist der Multifloater fertig – und kann je nach Bedarf erweitert werden.

Eine Verbesserung wäre, wenn wir statt Windfloat- die Winflo-Konzeption nehmen:
http://2.bp.blogspot.com/-_azYYQQuM7w/T ... +copie.jpg

Dabei muss der mittige Masten durch eine Dreibeinkonstruktion ersetzt werden.
Mit dem Bild ist es ganz einfach vorstellbar, dass durch drei (oder mehr nebeneinanderstehenden) WKAs ein Verbindungsmast durchgeführt wird, der dann eben den notwendigen Abstand zur Nachbar-WKA sichert.

Bild eines Multifloaters:
http://www.technology.stfc.ac.uk/ERU/im ... ndfarm.jpg

Während sich die gesamte Plattform in den Wind dreht, ist das Pendeln der einzelnen Windkraftanlage möglich und erwünscht.
Das "Schwanken der einzelnen Windkraftanlagen der Plattform" halte ich für positiv, weil hier "harte Kräfte" in "weichere Kräfte" verwandelt werden. Es hat sich in der Geschichte der Windkraft durchgehend gezeigt, dass sich Flexibilität bewährt hat?

Außerdem kann der Flügel bei starken Gewittern einfach aus der Gefahrenzone gebracht werden, wenn die Flügelspitze nach unten zeigend arretiert wird. Dies ist weder bei einem Zweiflügler, noch bei einem Dreiflügler möglich. Auf dem unzerstörbaren Gegengewicht kann über einen Blitzableiter auch die stärksten Blitze einfach abgeleitet werden und den Flügel verschonen.
Auch Windhosen und Wassertornados würden die „freien Flügel“ leicht zerstören können.

Moderne, große Zweiflügler im Meer sind bereits Realität:
http://www.nysemagazine.com/chinamingyang

.. noch größere sind in Planung:
http://www.condorwind.com/

Schwimmende Zweiflügler sind ebenfalls in Planung:
http://nassetwind.com/wp-content/upload ... Winflo.jpg
http://www.electricalreview.co.uk/asset ... %20220.gif

Kleinere schwimmende Zweiflügler wurden bereits gebaut:
http://crispgreen.com/files/2009/09/blue_h.jpg
http://ec.europa.eu/regional_policy/pro ... fm?id=1302
Dazu ein Kurzvideo:
http://www.youtube.com/watch?v=0bM__Ogf-e8

Zusammenfassende Darstellung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer: ... anlagentyp)
Zuletzt geändert von EuRegEn am 18.12.2012 20:59, insgesamt 4-mal geändert.

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Beitragvon cerco » 13.10.2012 20:20 Uhr

Moin,

Schöner Beitrag!

Habe selber vor Jahren mit Enflüglern und Zweiflüglern experimentiert,

aber schon bei 2 mm Durchmesser gibts grosse Kräfte auf die Lagerung beim Ausrichten in die jeweilige Windrichtung, gerad bei kleinen Anlagen ohnehin oft in Bodennähe...

Einen der ersten Monopteros in Weddewarden bei Bremerhaven habe ich selber gesehen und gehört.

Damals keine zufriedenstellende Funktion(s.o.)


Freundlichen Gruß,

Cerco
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Beitragvon EuRegEn » 13.10.2012 20:30 Uhr

Damals - klar!

Auch der Growian hatte ja wohl keine guten Ergebnisse gebracht - trotzdem hat der Zweiflügler schon das Comeback begonnen:

http://www.nysemagazine.com/chinamingyang

Im Meer haben wir folgende Dinge nicht;
Akustikprobleme
Optikprobleme
Extreme Windzuwächse mit steigender Höhe.

Nur in Spanien wird etwas seltsames für den Land-Einflügler unternommen - im Meer ginge alles viel leichter:

https://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer: ... anlagentyp)
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Beitragvon cerco » 13.10.2012 20:51 Uhr

..Danke für den Hinweis,

bin gespannt, ob die Mechanik denn Mehrpreis der 2 anderen Rotorblätter wieder wett macht..aber schön zu sehen!

Es geht also schon..Mut haben die..
Cerco
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Beitragvon EuRegEn » 17.10.2012 16:01 Uhr

Wie dieses Video
http://www.youtube.com/watch?v=YzRYojNYE_k
zeigt, müssen gerade im Binnenland - bei niedrigen Masthöhen und extremen Zuwächsen der Winde bei zunehmenden Höhen sehr große Anstrengungen getätigt werden, um mit diesen Problemen zurecht zu kommen.

Nach meiner Überzeugung reicht im Meer ein besonders biegsamer Flügel aus, weil der Wind in allen Höhen relativ gleich stark ist. Trotzdem: Auch eine Entkoppelung des Flügels gleich einer Knicklenkung - wäre - wenn tatsächlich nötig - leicht machbar.

Allerdings ist aufgrund der heftigen Wirbelschleppen des Einflüglers unbedingt auf einen Multifloater zu setzen. Nur dadurch gewinnen wir die großen Abständen zu den nächsten WKAs.

http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:B ... anlagentyp)
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Beitragvon EuRegEn » 09.12.2012 18:01 Uhr

Wer erkennt hier auf dem Bild den Zweck der besonderen Gestaltung dieses Einflüglers:

http://www.ades.tv/en/rdi/projects/naza ... mbia/id/30

[/url]

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Beitragvon EuRegEn » 06.02.2014 17:40 Uhr

Zwar ist das Gesamtkonzept für mich nicht voll überzeugend - aber ein interessanter Schritt in die richtige Richtung:
http://www.windpoweroffshore.com/articl ... ve-turbine
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Beitragvon EuRegEn » 15.02.2014 23:04 Uhr

Die Kraftabnahme der Windkraft -möglichst weit weg vom Zentrum- erscheint mir plausibel:

http://preview.turbosquid.com/Preview/2 ... Larger.jpg

Auch die Analogie zu anderen statischen Herausforderungen - wie bei Sway - ist ja keine Unbekannte:
http://www.earthtechling.com/wp-content ... urbine.jpg

Das Vorbild - der Schwimmkran:
http://www.bonnbeuel.de/wp-content/uplo ... mmkran.jpg
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Beitragvon EuRegEn » 06.05.2014 19:13 Uhr

cerco hat geschrieben:Moin,

Schöner Beitrag!

Habe selber vor Jahren mit Enflüglern und Zweiflüglern experimentiert,

aber schon bei 2 mm Durchmesser gibts grosse Kräfte auf die Lagerung beim Ausrichten in die jeweilige Windrichtung, gerad bei kleinen Anlagen ohnehin oft in Bodennähe...

Einen der ersten Monopteros in Weddewarden bei Bremerhaven habe ich selber gesehen und gehört.

Damals keine zufriedenstellende Funktion(s.o.)


Freundlichen Gruß,

Cerco



Der Einflügler wird notwendigerweise über den Zweiflügler führen:
http://green.wiwo.de/windkraftanlage-sc ... -fluegler/
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Beitragvon EuRegEn » 31.08.2014 11:03 Uhr

Auch wenn die WKAs noch nicht schwimmen und mehr als einen Flügel haben - wenigstens scheint die Installation samt Netzanschluss zu klappen:

http://www.offshore-windenergie.net/akt ... hricht=409

Offshore-Wettlauf: Alle 80 Areva-Turbinen für Global Tech 1 installiert
Bremerhaven - Mit der Montage des letzten Rotorsterns konnte auch im Windpark Global Tech I in der deutschen Nordsee die Installation der 80. Windenergieanlage von Areva erfolgreich abgeschlossen werden. Diese Erfolgsmeldung kommt fast zeitgleich zur Nachricht über die Errichtung der 80. und letzten Siemens-Turbine im Parallel-Projekt Dantysk. Der Probebetrieb bei Global Tech 1 soll im vierten Quartal 2014 losgehen. Auch bei Global Tech 1 war der geplante Netzanschluss mehrfach verschoben worden.

Die Fläche des Windparks Global Tech I ist etwa 41 Quadratkilometer groß und liegt 100 Kilometer vor der deutschen Nordseeküste. Hinter der Projektgesellschaft Global Tech I Offshore Wind GmbH stehen neben den Stadtwerken München, die auch bei Dantysk dabei sind, u.a. die HEAG Südhessische Energie AG und der Schweizer Energiekonzern Axpo.

Global Tech 1 deutlich größer als Dantysk
Arevas 5-Megawatt(MW)-Anlagen des Typs M5000-116 wurden an den norddeutschen Standorten des Unternehmens in Bremerhaven und Stade gefertigt. Die 80 Anlagen ergeben somit eine Leistung von 400 MW. Zum Vergleich: Die Siemens-Turbinen im Offshore-Windpark Dantysk vor der Insel Sylt haben eine Leistung von jeweils 3,6 MW, sodass dieses Projekt auf eine Gesamtgröße von 288 MW kommt. Nach Angaben des Anlagen-Herstellers, habe das Offshore Know-how von Areva in den Bereichen Verladung, Transport und Installation von Windenergieanlagen zu der erfolgreichen Errichtung beigetragen. Das Projektteam von Areva installierte insgesamt 58 Rotorsterne. Die restlichen Anlagen wurden vom schwedischen Maritim-Dienstleister "Fred. Olsen" errichtet.

126 Areva-Turbinen stehen insgesamt in der Nordsee
"Dieser Erfolg markiert einen neuen Meilenstein für Areva. Das Unternehmen hat inzwischen Offshore-Anlagen mit einer Leistung von insgesamt 630 Megawatt installiert", sagt Arnaud Bellanger, CEO von Areva Wind. "Diese operative Erfahrung schafft zusammen mit der bewährten Technologie des Unternehmens die Grundlage, dass AREVA im Rahmen des angekündigten Joint Ventures mit GAMESA seine Position als führender Anbieter im europäischen Offshore Wind Markt weiter ausbaut." Wie Heike Winkler, Sprecherin bei Areva Wind zudem erklärte, stehen nun insgesamt 126 Windturbinen von Areva in der Nordsee. Sechs davon im Forschungs-Projekt alpha ventus, 40 im Trianel Windpark Borkum und nun weitere 80 im Rahmen von Global Tech 1.

Kabelarbeiten werden derzeit abgeschlossen
Auch Arjen Schampers, Technischer Geschäftsführer der Global Tech I Offshore Wind GmbH und für die Errichtung des Windparks verantwortlich, zeigte sich hocherfreut: "Wir sind sehr stolz auf unser Team, unsere Zulieferer und Installationsunternehmen. Wir haben Tag und Nacht, bei Wind und Wetter gebaut und bewiesen, dass wir ein 400-Megawatt-Windkraftwerk bei einer Meerestiefe von 40 Metern präzisionsgenau errichten können. Da das Wetter den Takt vorgibt, ist eine hohe Flexibilität bei allen Beteiligten gefordert. Fertigung, Logistik und Installation müssen Hand in Hand gehen. Alles in allem ist die Errichtung eine großartige Teamleistung und technologische Meisterleistung." Die Errichtung des Windparks wurde im Kostenrahmen umgesetzt. Zurzeit laufen noch Kabelarbeiten: Mit einem Fahrzeug-Roboter wird die Lage der 120 Kilometer Kabel auf der definierten Kabelroute sowie ihre Einspültiefe überprüft.

Anschluss an Konverterstation soll Anfang September folgen
Der Übertragungsnetzbetreiber Tennet möchte Global Tech I bereits Anfang September an die Tennet-Offshore-Konverterstation Borwin beta zuschalten. Das ist ein großer Vorteil, da die Turbinen durch die frühzeitige Anbindung mit Eigenbedarfsenergie versorgt werden können. Außerdem kann mit dieser Stromverbindung die Inbetriebnahme der Anlagen beginnen. Den Probebetrieb des Netzanschlusses, also das Zusammenspiel des Gesamtsystems von Netzanschluss und Windpark, möchte Tennet im vierten Quartal dieses Jahres starten. Während dieser Testphase können die Windkraftanlagen bereits erste Strommengen einspeisen. Der reguläre Netzanschluss soll Anfang 2015 zur Verfügung stehen. Da der Netzanschluss mehrfach verschoben wurde, hatte Global Tech I den Bauzeiten-Plan soweit wie möglich adaptiert und die Turbineninstallation zu einem späteren Zeitpunkt begonnen.

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