Aerodynamische Optimierung der Windturbine «Hans»

Die neu entwickelte Windkraftanlage «Hans» der Wepfer Turbinen AG hatte mit Kinderkrankheiten zu kämpfen. Forscher der ZHAW School of Engineering haben das Projekt deshalb wissenschaftlich unterstützt. Die aerodynamisch verbesserten Rotorblätter wurden nun im Windkanal untersucht.

Die dreirotorige Windkraftanlage «Hans» hat eine installierte Leistung von 250 kW und der Rotordurchmesser beträgt 14 Meter.
Die dreirotorige Windkraftanlage «Hans» hat eine installierte Leistung von 250 kW und der Rotordurchmesser beträgt 14 Meter.

Die Windkraftanlage «Hans» besteht aus drei Rotoren mit jeweils sechs Rotorblättern. Die Rotorblätter werden nach aussen hin breiter, damit sich die Windturbine schon bei schwachem Wind dreht. Seit mehreren Jahren arbeitet Initiant Hans Wepfer an seinem Pionierprojekt. Zwei Anlagen konnte er bereits fest installieren – der Betrieb lief aber nicht reibungslos. Dank Förderung durch den Klimafonds konnte er vor zwei Jahren die ZHAW School of Engineering mit an Bord holen. Gemeinsam machten sich die Partner daran, die Aerodynamik der Rotorblätter zu verbessern.  

Rotorblätter verbessern, aber Charakter behalten

Leonardo Manfriani und Michael Ammann vom Zentrum für Aviatik (ZAV) haben sich dem Projekt «Aerodynamische Verbesserung und Charakterisierung der Wepfer-Windturbine» angenommen. Gemeinsam mit Hans Wepfer haben sie die etwas unkonventionelle Form der Rotorblätter verbessert. Die Grundidee, die Rotorblätter nach aussen breiter zu gestalten, behielten sie bei. So konnten sie die Vorgabe erfüllen: Schon bei tiefen Drehzahlen erreicht «Hans» einen guten aerodynamischen Wirkungsgrad.

Aerodynamischer Wirkungsgrad im Windkanal nachgewiesen

Die Forscher haben die aerodynamischen Eigenschaften der Rotorblätter von «Hans» ausführlich im grossen Unterschall-Windkanal der RUAG getestet. «Mit unseren Massnahmen konnten wir den Wirkungsgrad auch bei wechselnden Windstärken nachweislich optimieren», so Leonardo Manfriani. Somit haben Forscher und Wirtschaftspartner die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass «Hans» durchaus eine Alternative zu grossen Windkraftanlagen werden könnte.