Aktive Micro-Tabs zur Lastenkontrolle an Rotorblättern von Windkraftanlagen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Oliver Paschereit
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236580630

Moderne Windkraftanlagen sind stark lokalen und unstetigen Anströmbedingungen ausgesetzt, wie sie durch Böen, Windscherung oder dem Passieren des Turmes verursacht werden können. Diese Effekte führen unter anderen zu dynamischen Strömungsablösungen und letztendlich zur Ermüdung verschiedenster Bauteile, wodurch die Lebenszeit einer Windkraftanlage reduziert wird und die Kosten der Energiegewinnung steigen. Diese dynamischen Lasten können mit Hilfe aktiver Strömungskontrolle schnell lokal am Blatt ausregelt werden. Allerdings wurden diese aktiven Elemente unter transienten Bedingungen und dynamischer Strömungsablösungen, wie sie speziell bei Windkraftanlagen auftreten, bisher nicht eingehend untersucht. Eine vielversprechende Methode zur Lastenkontrolle ist die Anwendung von so genannten "Micro-Tabs". Wesentliche Vorteile sind ihre einfache Implementierung und vergleichsweise hohe Effektivität. Mikro-Tabs werden in der Nähe der Hinterkante angebracht und können bei Bedarf aus dem Blatt herausfahren. Bei einer Anwendung auf der Profiloberseite bewirkt das Mikro-Tab eine Lastreduktion während eine Anwendung auf der Unterseite eine Lasterhöhung zur Folge hat. Es ist bekannt, dass bei hohen Anstellwinkeln das Mikro-Tab auf der Profiloberseite von dem von der Hinterkante aus wachsenden Ablösegebiet umhüllt wird und somit unwirksam wird. Daher soll im Rahmen dieses Projektes an einem zweidimensionalen Profil Micro-Tabs in Verbindung mit Wirbelgeneratoren, die zu einer Verzögerung der Ablösung führen, erforscht werden. Transiente Effekte, die während des Aus- und Einfahrens des Tabs auftreten sowie der Einfluss von dynamischer Strömungsablösung stehen im Fokus dieses Projektes. Des Weiteren wird die Umsetzung der Lastkontrollmethode unter realistischen Bedingungen in einem geschlossenen Regelkreis untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• Beteiligte Personen: Professor Dr. David Greenblatt; Dr.-Ing. Christian Nayeri