Entwicklung und Vermessung von sehr dicken aerodynamischen Profilen für Windturbinenblättern

Die Windenergie hat sich zu einer tragenden Säule der Energiewende entwickelt und leistet heute einen bedeutenden Beitrag zur deutschen Stromversorgung. Bei der Entwicklung der Windenergieanlagen nehmen die Rotorblätter eine besondere Rolle ein. Um die Wirtschaftlichkeit weiter zu steigern, sollen nun weitere Details, wie die ca. ersten 20 % der Blattlänge im Bereich der Rotornabe, optimiert werden. Die Auslegung dieses Bereiches erfolgt bisher ohne die Berücksichtigung von aerodynamischen Gesichtspunkten, da geeignete Entwicklungswerkzeuge fehlen, um für diese relativ „dicken“ Geometrien aerodynamische wirksame Profile zu entwickeln.

Ziel ist, die Möglichkeiten und Wirkung einer aerodynamisch optimierten Formgebung (Profil) des sogenannten Übergangsbereichs des Rotorblattes zu untersuchen. Dieser Bereich hat eine relative Dicke von 60 %. Zunächst werden die Partner gemeinsam die Kriterien und Methoden zum Entwurf eines solchen innovativen dicken aerodynamischen Profils entwickeln. Als ein möglicher neuartiger Ansatz kann die Verwendung von negativer Wölbung angesehen werden.

Danach werden die vielversprechendsten aerodynamischen Profile einer eingehenden numerischen Simulation unterworfen. Weiterhin sind die jeweiligen CFD-Modelle entsprechend weiterzuentwickeln bzw. anzupassen. Erst danach wird das Blattprofil mit den nun vielversprechendsten Eigenschaften schließlich als reales Model gebaut und zwecks Validierung der Merkmale und Kenngrößen im Windkanal untersucht. Für die Windkanaluntersuchung sollen zur Detektion von Ablösungen jüngst entwickelte thermografische Methoden eingesetzt werden, um die Validierung in kürzerer Zeit und mit erheblich geringerem Aufwand durchzuführen.

Ergebnisse sind die Bereitstellung einer innovativen Lösung für einen aerodynamisch optimierteren Innenbereich und somit ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz.

Verantwortlicher: Prof. Dr. A. P. Schaffarczyk, Fachhochschule Kiel

Kooperationspartner: Deutsche Windguard GmbH, AEROVIDE GmbH

Finanzierung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Status: Laufend