Alber, Jörg

Arbeitstitel

Rotorblattoptimierung von Windkraftanlagen durch Gurney Flaps und zusätzliche passive Strömungselemente: Untersuchung aerodynamischer, struktureller und aeroelastischer Effekte

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. C. O. Paschereit, TU Berlin; Prof. Dr.-Ing. Jochen Twele, HTW Berlin

Abstract

Die Aerodynamik der Rotorblätter von Windkraftanlagen ist ein ausschlaggebender Faktor für die Energieausbeute und die statischen und dynamischen Belastungen von WKA. Oft weisen bestimmte Rotorblattbereiche jedoch nachteilige lokale Strömungsbedingungen auf. In Anbetracht immer längerer Rotorblätter rücken deshalb sowohl aktive, steuerbare, als auch passive, fest installierte, Strömungselemente ins Blickfeld der Forschung. Der Fokus meiner Arbeit liegt auf passiven Strömungselementen, die als relativ kleine, vorgefertigte Komponenten auf dem Rotorblatt angebracht werden. Aufgrund der abschnittsweisen Einsatzmöglichkeit können Rotorblätter so gezielt und individuell optimiert werden.

Schwerpunktmäßig werden die Möglichkeiten und Grenzen sogenannter Gurney Flaps (rechteckige Flachprofile, die senkrecht auf der Druckseite angebracht werden) untersucht; hierdurch sind bemerkenswerte Vorteile beim aerodynamischen Verhalten von Rotorblättern und Tragflügeln möglich. Die Bezeichnung geht auf den US-Rennwagenfahrer Dan Gurney zurück, der diese Flaps bereits 1970 erfolgreich an Heckspoilern einsetzte und damit das aerodynamische Verhalten seiner Formel-1-Wagen stark verbesserte. Ferner soll der Kombinierbarkeit von Gurney Flaps mit weiteren passiven Strömungselementen, insbesondere Wirbelstromgeneratoren (Vortex Generators), und den dabei entstehenden Synergieeffekten auf den Grund gegangen werden.

Zusammenfassend ist es das Ziel dieser Arbeit, die Entwicklung kosteneffektiver Methoden zur Rotorblattoptimierung durch den Einsatz von Gurney Flaps voranzubringen.