Page 68 - Jubibroschuere_2019

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Entwicklung von vertikalen Kleinwindanlagen als

Ergänzung der Energieversorgung im urbanen Raum

Prof. Dr.-Ing. Frank Rückert
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Daniel Lehser-Pfeffermann, M.Sc.
Dipl.-Ing. Danjana Theis
Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Mit der Unterzeichnung der Pariser Abkommen
und den politischen Programmen rund um die
Energiewende setzt Deutschland auf eine nach-
haltige und regenerative Energieversorgung. Mit
dem beschlossenen Atomausstieg bis 2021 und
dem Kohleausstieg bis 2038 werden alternative
Energieversorgungskonzepte benötigt. Dabei zäh-
len Sonne (Photovoltaik und Solarthermie) sowie
Wind zu den wichtigsten Konzepten. Durch eine
dezentrale Erzeugung innerhalb von Parks oder
auf Dachflächen wird dies bereits heute erfolgreich
umgesetzt. Aufgrund der Geographie ergeben
sich bei der Windparkplanung allerdings Heraus-
forderungen, welche einen Nord-Süd-Energie-
transport notwendig machen.

Windkanal als Lehr- und Forschungsstätte

In Fortführung der bereits sehr erfolgreichen His-
torie der Windenergieanlagenentwicklung an der
htw saar wurde im Jahr 2012 in neuen Räum-
lichkeiten ein Windenergielabor eingerichtet.
Dabei wurde unter anderem ein Schwerpunkt für
zukünftige Forschungsvorhaben im Bereich de- der Hochschulgebäude stehen detaillierte Abb. 1: Prototyp einer vertikalen
zentraler Kleinwindanlagen gesetzt. Speziell die Wetterdaten über Zeiträume von zwei Jahren zur Kleinwindenergieanlage in der
Entwicklung von vertikalen Rotoren wird seither Verfügung. Ausgehend von diesen Daten wurde Teststrecke des Windkanals
untersucht. Ziel ist dabei, die Stromgenerierung mittels einer eigenentwickelten Software eine
möglichst in der Nähe des Bedarfes umzusetzen. Rotordesignstudie durchgeführt. Als Ergebnis
Eine besondere Schwierigkeit, die an solchen steht ein Rotordesign für eine Anlage mit 2 kW
Standorten vornehmlich im Stadt- und Stadt- Nennleistung bei einem Rotordurchmesser von
randbereich auftritt, sind turbulente Strömungen. 2,5 m und einer Höhe von 2,5 m zur Verfügung.
Zudem müssen Geräuschemissionen, Schatten- Zur Validierung des Softwaretools und der Unter-
wurf sowie Akzeptanz der umliegenden Bevölke- suchung der Anlage wurde dieser Rotor aerody-
rung bei Standorten berücksichtigt werden. namisch herunterskaliert, sodass er im laboreige-
nen Windkanal vermessen werden kann.
Vertikale Kleinwindanlage für den urbanen
Raum Ausgehend von diesem ersten Prototyp ent-
wickelt die Forschungsgruppe einen Prozess-
Beginnend mit Messungen der Windgeschwin- ablauf, mit welchem standort- und bedarfs-
digkeiten und Windrichtungen auf den Dächern angepasste vertikale Kleinwindanlagen realisiert