Wind

Forschungsthema: WEB Wind Energy in the Built Environment

                   

WEB Wind Energy in the Built Environment

Die Nutzung von Windenergie erfolgt hauptsächlich durch freistehende Anlagen an windreichen Standorten in Küstennähe oder den Mittelgebirgen. Fördermaßnahmen und die industrielle Fertigung von Windkraftanlagen haben die Windenergie wirtschaftlich interessant gemacht.

Der Schwerpunkt des Projektes WEB ist die Entwicklung von Techniken, die eine Integration von Windenergienutzung im bebauten Umfeld bei optimaler Nutzung der Standortfaktoren ermöglichen. Die Integration von Windturbinen in Gebäuden bringt einige Probleme mit sich. Weder die Turbine, noch das Gebäude können dem Wind nachgeführt werden, generell sind die zu erwartenden mittleren Windgeschwindigkeiten im städtischen Umfeld geringer und die Turbinen befinden sich in der Nähe von Mensch und Gebäude.

Verschiedene Gebäudeformen wurden aerodynamisch untersucht, ein Zwillingsturm mit „Bumerang-Grundriss“ als Modell im Maßstab 1:7 getestet. Wurden die Rotoren innerhalb der düsenförmigen Gebäudekonfiguration platziert, erhöhte sich die Windgeschwindigkeit am Rotor um 1m/s und erzeugte wesentlich mehr Kraft als freistehende Anlagen. Extrapoliert man die Ergebnisse des Felsversuchs, hätte ein entsprechend größeres Gebäude eine mindestens 25 % höhere Energieausbeute gegenüber einer konventionellen Anlage. Weitere Gewinne können erzielt werden, wenn es gelingt, die Rotoren in großer Höhe stärkeren Windgeschwindigkeiten auszusetzen.

Aerodynamische Konstruktionen sind räumlich und energetisch nicht optimal. In der Nähe der Rotoren treten akustische, schwingungsbedingte oder elektromagnetische Beeinträchtigungen auf. Dort wurden die Versorgungszonen untergebracht. Zur baulichen Optimierung wurden stromlinienförmige Turbinenaufhängungen, Sicherungsnetzte, falls eine Turbine versagt, und Lösungen des Drehklang-Schwingungsproblems untersucht. Die im Laufe des Projekts entwickelten Prinzipien zeigen, wie das Konzept der Integration von Windenergie in Gebäuden umgesetzt werden könnte. Sie können auch in kleinerem Maßstab oder für unbewohnte ´Energietürme, sowie an Land oder auf offenem Meer angewandt werden.

 

Laufzeit: 1998 - 2000
IBK2 I Forschung + Entwicklung
BDSP Partnership Ltd. London (UK)

Auftraggeber:

THE EUROPEAN COMMISSION in the framework of the Non Nuclear Energy Programme JOULE III

Beteiligte:

MECAL Applied Mechanics BV.
Enschede (NL)

Imperial College
Department of Aeronautics
London (UK)

Rutherford Appleton Laboratory (UK)

Energy Technology Support Unit (UK)

Department of Trade and Industry (UK)

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