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Wissenschaftliche Expertise über die Aerodynamik der Wepfer-Windturbine

Windkanalversuche Wepfer-Windturbine und Weiterentwicklung der Rotorblätter

 

Im Zeitraum 2016/2017 wurden die Rotorblätter der horizontalen Windturbine von der Firma Wepfer Technics AG durch das Team Aerodynamik (Prof. Dr. Leonardo Manfriani) am Zentrum für Aviatik verbessert. Die Aerodynamik der Windturbine bzw. dessen Rotorblätter wurde anhand einem 1:11 Modell im grossen Windkanal der RUAG in Emmen untersucht. Das Projekt wurde vom Klimafonds Stadtwerk Winterthur mit einem Beitrag von CHF 140'000.- unterstützt.

Projektbeschreibung

In einem ersten Schritt wurde nach Vorgaben der Wepfer Technics AG die Rotorblätter weiterentwickelt. Auf Wunsch des Kunden wurde das Erscheinungsbild (Aussenkontur und Anzahl der Rotorblätter) so belassen und nur das Profil und die Verdrehung der Rotorblätter optimiert.

In einem zweiten Schritt wurde das Windkanalmodell der kompletten Windturbine (3 Rotoren à 6 Rotorblätter) im Massstab 1:11 konstruiert, gefertigt und ausserhalb des Windkanals getestet. Die Evaluation der Motoren des Windkanalmodells, die Steuerung sowie die Messtechnik war ebenfalls ein Teil des Projekts.

Im grossen Windkanal der RUAG in Emmen konnte der aerodynamische Wirkungsgrad bei unterschiedlicher Schnelllaufzahl der Wepfer-Windturbine ermittelt werden. Eine deutliche Steigerung des aerodynamischen Wirkungsgrades durch die optimierten Rotorblätter wurde bestätigt. Weiter wurde auch das Anlaufverhalten der Windturbine bei unterschiedlichen Blattstellungen untersucht. Die Interferenzeffekte zwischen den einzelnen Rotoren wurden ebenfalls studiert.

Das Ziel des Projekts, die Rotorblätter zu verbessern und die aerodynamische Leistungsfähigkeit der Wepfer-Windturbine wissenschaftlich zu ermitteln, konnte erreicht werden.

 

Impressionen

Windkanalmodell der Wepfer-Windturbine im grossen Windkanal der RUAG in Emmen (Querschnitt Messstrecke 5x7m).
Installation Windkanalmodell der Wepfer-Windturbine mit drei Rotoren.
Der aerodynamische Wirkungsgrad bezogen auf unterschiedliche Schnelllaufzahl der Wepfer-Windturbine konnte im Windkanal unter Laborbedingungen untersucht werden.

Auf einen Blick