“Akıllı Rotor ile rüzgardan torka”, DLR rüzgar enerjisi araştırmasının odak noktasını tanımlar. Araştırmacılar, havacılık alanındaki kapsamlı araştırma çalışmalarından elde ettikleri bilgi birikimini ve deneyimlerini, geleceğin daha güçlü, daha sessiz ve daha hafif rüzgar enerjisi santralleri için kullanıyor.
Bir helikopterde dinamik kaldırma, rotor kanatlarına gelen hava tarafından üretilir. DLR’de bu süreci ayrıntılı olarak biliyoruz. Fiziksel yasalar, mevcut bir hava akışının verimli bir şekilde elektrik üretmesi gereken bir rüzgar türbinini çalıştırdığı zıt durumda da geçerlidir. İster karada ister denizde olsun, rüzgar türbinleri Almanya’da ve dünya çapında sürdürülebilir bir enerji arzı için en önemli teknolojiler arasındadır. Rüzgar enerjisinin daha fazla genişletilmesi için, rüzgar türbinlerinin çıktısında önemli bir artış gereklidir. Aynı zamanda rüzgar türbinleri eskisinden daha sessiz dönmeli, üretim ve bakım maliyetleri düşmelidir.
DLR Aeroelastisite Enstitüsü, DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü, DLR Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler Enstitüsü, DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü, DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü, DLR tesisi rüzgar enerjisi deneyleri ve DLR’deki Alman Uzaktan Algılama Veri Merkezi.
Rotor tasarımı (aerodinamik, aeroelastisite, yapı, üretim)
Uzmanlar, bireysel rüzgar türbinlerinin gelecekte 20 megavata kadar çıkışa sahip olacağını varsayıyorlar. Tesis üreticileri mevcut tasarımdaki bir rüzgar türbinini bu kadar büyütecek olsalardı, tek bir rotor kanadı 100 metreden daha uzun ve 100 tonun çok üzerinde çok ağır olurdu. Geleneksel rotor kanatları da bunun için yeterince sert değildir ve kanatlar artık kuleden gereken minimum mesafeyi güvenli bir şekilde koruyamaz. Profiller, yapılar, yapım yöntemleri ve kullanılan malzemeler, günümüz için hedeflenen performans sınıfları için yeni gereksinimlere uyarlanmalıdır.
Geleneksel cam elyaf malzemeden beş kat daha güçlü ve sert olan yüksek karbon elyaf içeriğine (CFRP) sahip rotor kanatları geliştiriyoruz. Rüzgar yüklerinin yapı ve malzeme üzerindeki etkileri aeroelastisitede incelenir. İşlevsel hafif yapı, rotor kanatlarının daha fazla stabilitesini sağlayabilir. Aynı zamanda, otomatik üretim süreçleri üretim maliyetlerini azaltabilir.
Akıllı Rotor
Akıllı yapısı, sensör teknolojisi ve kontrolü ile rotor kanatlarının şiddetli rüzgarlarda bile kısılması gerekmez. DLR’de, örneğin uyarlanabilir rotor kanatları ve sarkık burun denilen kendi içinde hareket edebilen bir rotor kanadı gibi akıllı kanatların geliştirilmesiyle buna katkıda bulunabiliriz. Hem sayısal simülasyonlarla hem de Avrupa’da benzeri olmayan rüzgar tünellerinde çalışıyoruz. Rüzgar enerjisi araştırma ağında, ortaklarla birlikte rüzgar türbinlerinin incelenmesi için tüm önemli hususlar için gerekli test altyapısı sağlanır.
Aeroakustik ve Ses
Rüzgar enerjisinin karada yaygınlaşması, nüfus arasında, örneğin gürültü ile ilgili olarak, giderek artan bir şekilde kabul görme sorularına yol açmaktadır. Bu nedenle, yalnızca rüzgar türbinlerinde meydana gelen ses alanlarının ve bunların dağılımının hesaplanmasını değil, aynı zamanda yüksek performanslı, düşük gürültülü rotor kanatlarının tasarımını ve gürültü azaltma önlemlerinin kullanımını da araştırıyoruz.
Rüzgar potansiyelleri ve rüzgar alanı karakterizasyonu
DLR’de rüzgar enerjisi için yeterlilikler ayrıca atmosferik araştırma ve uzaktan algılama alanlarından gelmektedir. Uydu verilerinin veya kara tabanlı sistemlerin yardımıyla, ayrı türbinlerin veya parkların konumlarındaki rüzgar hızları için daha da kesin tahminler üzerinde çalışıyoruz. Bu tahminler, rüzgar türbini ve şebeke operatörlerinin sistemlerini en iyi şekilde kontrol etmelerine ve şebekeye güç beslemesini doğru bir şekilde tahmin etmelerine yardımcı olur. Optik tarama sistemleri, sözde lidar sistemleri ile, rüzgar akımları ve tüm rüzgar çiftlikleri içindeki etkileşimleri kaydedilebilir. Bu aynı zamanda aero-akustik davranışın daha iyi anlaşılması için bir ön koşuldur ve dolayısıyla yerel halk için gürültü korumasının geliştirilmesine katkıda bulunur. Uzun süreli rüzgar hızı serileri ile yatırımcılar, rüzgar türbinleri için farklı konumları daha iyi değerlendirebilir.
Orijinal ölçekte rüzgar enerjisi araştırması – Krummendeich’teki yeni rüzgar enerjisi araştırma parkı
Planlama ve inşaattan sonra, DLR tesisi Rüzgar Enerjisi Deneyleri, Krummendeich’te, Aşağı Saksonya’nın Stade bölgesinde benzersiz bir araştırma altyapısına sahip bir araştırma rüzgar çiftliği işletecek. İnşaat çalışmaları 2021 baharında başladı. 2022’nin ikinci yarısında, araştırma rüzgar çiftliği deneme işletimine başlayacak ve ilk elektrik beslemesi de gerçekleşecek. Krummendeich’te, yeni teknolojiler geliştirmek ve rüzgar enerjisinin kabulünü, verimliliğini ve karlılığını artırmak için tam ölçekli rüzgar enerjisi araştırması mümkündür.
Bir helikopterde dinamik kaldırma, rotor kanatlarına gelen hava tarafından üretilir. DLR’de bu süreci ayrıntılı olarak biliyoruz. Fiziksel yasalar, mevcut bir hava akışının verimli bir şekilde elektrik üretmesi gereken bir rüzgar türbinini çalıştırdığı zıt durumda da geçerlidir. İster karada ister denizde olsun, rüzgar türbinleri Almanya’da ve dünya çapında sürdürülebilir bir enerji arzı için en önemli teknolojiler arasındadır. Rüzgar enerjisinin daha fazla genişletilmesi için, rüzgar türbinlerinin çıktısında önemli bir artış gereklidir. Aynı zamanda rüzgar türbinleri eskisinden daha sessiz dönmeli, üretim ve bakım maliyetleri düşmelidir.
DLR Aeroelastisite Enstitüsü, DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü, DLR Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler Enstitüsü, DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü, DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü, DLR tesisi rüzgar enerjisi deneyleri ve DLR’deki Alman Uzaktan Algılama Veri Merkezi.
Rotor tasarımı (aerodinamik, aeroelastisite, yapı, üretim)
Uzmanlar, bireysel rüzgar türbinlerinin gelecekte 20 megavata kadar çıkışa sahip olacağını varsayıyorlar. Tesis üreticileri mevcut tasarımdaki bir rüzgar türbinini bu kadar büyütecek olsalardı, tek bir rotor kanadı 100 metreden daha uzun ve 100 tonun çok üzerinde çok ağır olurdu. Geleneksel rotor kanatları da bunun için yeterince sert değildir ve kanatlar artık kuleden gereken minimum mesafeyi güvenli bir şekilde koruyamaz. Profiller, yapılar, yapım yöntemleri ve kullanılan malzemeler, günümüz için hedeflenen performans sınıfları için yeni gereksinimlere uyarlanmalıdır.
Geleneksel cam elyaf malzemeden beş kat daha güçlü ve sert olan yüksek karbon elyaf içeriğine (CFRP) sahip rotor kanatları geliştiriyoruz. Rüzgar yüklerinin yapı ve malzeme üzerindeki etkileri aeroelastisitede incelenir. İşlevsel hafif yapı, rotor kanatlarının daha fazla stabilitesini sağlayabilir. Aynı zamanda, otomatik üretim süreçleri üretim maliyetlerini azaltabilir.
Akıllı Rotor
Akıllı yapısı, sensör teknolojisi ve kontrolü ile rotor kanatlarının şiddetli rüzgarlarda bile kısılması gerekmez. DLR’de, örneğin uyarlanabilir rotor kanatları ve sarkık burun denilen kendi içinde hareket edebilen bir rotor kanadı gibi akıllı kanatların geliştirilmesiyle buna katkıda bulunabiliriz. Hem sayısal simülasyonlarla hem de Avrupa’da benzeri olmayan rüzgar tünellerinde çalışıyoruz. Rüzgar enerjisi araştırma ağında, ortaklarla birlikte rüzgar türbinlerinin incelenmesi için tüm önemli hususlar için gerekli test altyapısı sağlanır.
Aeroakustik ve Ses
Rüzgar enerjisinin karada yaygınlaşması, nüfus arasında, örneğin gürültü ile ilgili olarak, giderek artan bir şekilde kabul görme sorularına yol açmaktadır. Bu nedenle, yalnızca rüzgar türbinlerinde meydana gelen ses alanlarının ve bunların dağılımının hesaplanmasını değil, aynı zamanda yüksek performanslı, düşük gürültülü rotor kanatlarının tasarımını ve gürültü azaltma önlemlerinin kullanımını da araştırıyoruz.
Rüzgar potansiyelleri ve rüzgar alanı karakterizasyonu
DLR’de rüzgar enerjisi için yeterlilikler ayrıca atmosferik araştırma ve uzaktan algılama alanlarından gelmektedir. Uydu verilerinin veya kara tabanlı sistemlerin yardımıyla, ayrı türbinlerin veya parkların konumlarındaki rüzgar hızları için daha da kesin tahminler üzerinde çalışıyoruz. Bu tahminler, rüzgar türbini ve şebeke operatörlerinin sistemlerini en iyi şekilde kontrol etmelerine ve şebekeye güç beslemesini doğru bir şekilde tahmin etmelerine yardımcı olur. Optik tarama sistemleri, sözde lidar sistemleri ile, rüzgar akımları ve tüm rüzgar çiftlikleri içindeki etkileşimleri kaydedilebilir. Bu aynı zamanda aero-akustik davranışın daha iyi anlaşılması için bir ön koşuldur ve dolayısıyla yerel halk için gürültü korumasının geliştirilmesine katkıda bulunur. Uzun süreli rüzgar hızı serileri ile yatırımcılar, rüzgar türbinleri için farklı konumları daha iyi değerlendirebilir.
Orijinal ölçekte rüzgar enerjisi araştırması – Krummendeich’teki yeni rüzgar enerjisi araştırma parkı
Planlama ve inşaattan sonra, DLR tesisi Rüzgar Enerjisi Deneyleri, Krummendeich’te, Aşağı Saksonya’nın Stade bölgesinde benzersiz bir araştırma altyapısına sahip bir araştırma rüzgar çiftliği işletecek. İnşaat çalışmaları 2021 baharında başladı. 2022’nin ikinci yarısında, araştırma rüzgar çiftliği deneme işletimine başlayacak ve ilk elektrik beslemesi de gerçekleşecek. Krummendeich’te, yeni teknolojiler geliştirmek ve rüzgar enerjisinin kabulünü, verimliliğini ve karlılığını artırmak için tam ölçekli rüzgar enerjisi araştırması mümkündür.