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Innovative lastrichtungsabgeleitete Tragstrukturen für Windenergieanlagen mit Azimutlager am Turmfuß

Entwicklung eines energieeffizienten und nachhaltigen Windenergieanlagenturm-Konzeptes mit Azimutlager am Turmfuß

Innovative lastrichtungsabgeleitete Tragstrukturen für Windenergieanlagen mit Azimutlager am Turmfuß

Forschungsfeld Energie

Ingenieurwissenschaften

Projektbudget 58.100,00 Euro

Projektlaufzeit 01. Juni 2015 – 31. Mai 2018

Projektpartner_innen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer, Leitung KIT Stahl- und Leichtbau; Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine

  Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans Joachim Blaß, Leitung KIT Stahl- und Leichtbau; Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine

Hon.-Prof. Dr.-Ing. Michael Siems, Stahlwasserbau und Offshore-Windkraftanlagen

Projektbeschreibung

Die konventionellen WEA-Türme werden in der Regel rotationssymmetrisch ausgeführt, damit die Lasten aus den unterschiedlichen Windrichtungen gleichermaßen aufgenommen werden können. In diesem Dissertationsvorhaben geht es um die Erforschung neuartiger Turmkonzepte, bei denen sich das Azimutlager nicht im Turmkopf befindet, sondern in den Turmfuß verlegt wird. Dies ermöglicht eine Drehung des Turmes in den Wind und somit die Auslegung nach seiner Hauptbelastungsrichtung, wodurch enorme Mengen an Material gespart werden. Das Profil eines drehbaren Turmes ist beispielsweise elliptisch oder stromlinienförmig. Durch diese Form werden die Windlasten auf den Turm und das Lager reduziert. Die zukünftige  Erforschung von geeigneten Lagerkonzepten, welche die gewonnenen Ersparnisse an Turmmaterial nicht durch zu hohe Kosten verschwinden lassen, sind für dieses Konzept von hoher Bedeutung. Die Herausarbeitung verschiedener drehbarer Turmkonzepte und deren Vergleich ist jedoch Hauptteil des Forschungs-vorhabens. Ein Vergleich wird durch qualitative Argumentation und Berechnung vorgenommen. Ein weiterer Bereich konzentriert sich auf die Erforschung der wirkenden Lasten sowie deren Richtungen am Turm. Dabei werden Lastfälle aus der IEC 61400-1 anhand der 5 MW NREL Referenz Windenergieanlage mittels aero-servo-elastischer Simulation betrachtet. Die neusten Erkenntnisse, welche eine drehbare Gitterturmstruktur behandeln, wurden zusammen mit dem National Renewable Energy Laboratory hier veröffentlicht.

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