Experimental assessment of active flow control techniques for wind turbines with a wind tunnel Demonstrator

• Applicant: Dr.-Ing. Christian Nayeri
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2012 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 218736457

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Im Rahmen des DFG Projektes PAK 780 wurde die Forschungswindkraftanlage BeRT (Berlin Research Turbine) entwickelt und gebaut. Um Windkanalexperimente durchführen zu können, wurde der Große Windkanal (GroWiKa) der TU Berlin umgebaut, so dass die Beruhigungskammer genutzt werden kann. Die Anlage ist die erste Forschungswindkraftanlage mit aktiver Strömungskontrolle in Deutschland. Die Anlage wurde mit zwei Referenz- und einem intelligenten Rotorblatt ausgestattet. Letzteres verfügt über eine Vielzahl von Sensoren, z.B. Blattspitzenbeschleunigung, Blattwurzelbiegemomentsensoren, Drucksonden und Aktuatoren für Hinterkantenklappen. Letztere werden genutzt um fluktuierende Lasten, welche im Rahmen dieses Projektes charakterisiert wurden, auszugleichen. Dadurch kann die Lebensdauer von Windkraftanlagen erhöht werden und somit die Kosten der Energieerzeugung reduziert werden. Die nötige experimentelle Umsetzung zur Bestimmung des Auftriebes bzw. des Blattwurzelbiegemomente wurde im Rahmen dieses Projektes umgesetzt.

Publications

• About the suitability of different numerical methods to reproduce model wind turbine measurements in a wind tunnel with high blockage ratio. Wind Energy Science (2017)
  Klein, Annette C.; Bartholomay, Sirko; Marten, David; et al.
  (See online at https://doi.org/10.5194/wes-3-439-2018)
• Reproducible Inflow Modifications for a Wind Tunnel Mounted Research Hawt. ASME Turbo Expo. 2017
  Bartholomay, Sirko et al.
  (See online at https://doi.org/10.1115/GT2017-64364)
• Cross-Talk Compensation for Blade Root Flap- and Edgewise Moments on an Experimental Research Wind Turbine and Comparison to Numerical Results. ASME Turbo Expo. 2018
  Bartholomay, Sirko; Marten, David; Klein, Annette et al.
  (See online at https://doi.org/10.1115/GT2018-76977)
• Towards Active Flow Control on a Research Scale Wind Turbine Using PID controlled Trailing Edge Flaps; AIAA 2018 Wind Energy Symposium. 2018
  Bartholomay, Sirko; et al.
  (See online at https://doi.org/10.2514/6.2018-1245)
• Using high speed PIV measurements and POD to solve the mystery of dynamic stall; 19th Symposium on the Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics. 2018
  Wester, Tom T.B., Bartholomay, Sirko et al.