Einflüsse von unterschiedlichen atmosphärischen Bedingungen auf die Induction Zone von Windturbinen

<p>Beim Betrieb einer Windkraftanlage wird die Windgeschwindigkeit bereits vor dem Rotor durch den Vorstaueffekt im Vergleich zur freien Strömung abgebremst.  Dieser Bereich wird als sogenannte „Induction Zone “ (IZ) bezeichnet.  Besondere Bedeutung bekommt dieser Effekt bei großen Offshore Windparks, wenn sich die IZ mehrerer Turbinen überlagern und es zur Ausbildung des „Global Blockage Effect“ (GBE) kommt und die Strömung noch stärker abgebremst wird als für Einzelanlagen.</p> <p>Ausprägung und Stärke der IZ hängen von atmosphärischen Bedingungen wie auch technischen Parametern der Windturbinen ab.  Am besten kann die IZ mittels Fernerkundungsmethoden wie Lidar vermessen werden, da es so möglich ist, die Einströmbedingungen in verschiedenen Distanzen vor dem Rotor bis in den Bereich der freien Anströmung hin zu erfassen. Dies ist insbesondere wichtig, da bei der Beurteilung der Performance von Windkraftanlagen, der sogenannten Leistungskurvenvermessung, das Verhältnis zwischen freier Windgeschwindigkeit und produzierter Leistung bewertet wird. Hierfür wird standardmäßig die Windgeschwindigkeit in 2.5 Rotordurchmessern vor der Anlage als freie Geschwindigkeit angesetzt.</p> <p>Für die hier gezeigten Auswertung werden verschiedene Messungen in der IZ On- und Offshore betrachtet. Neben Sensitivitätsstudien zur Leistungskurvenvermessung wird auch untersucht, wie sich die Strömungseffekte um eine Anlage herum entwickeln, wie die relevanten Parameter zur Strömungsmodellierung angepasst werden können und wie der Nachlauf von benachbarten Turbinen die Ausprägung der IZ beeinflussen kann. Darüber hinaus wird auch der Einfluss der Oberflächenrauigkeiten im Vergleich der Onshore und Offshore Standorte betrachtet. Ein weiterer Punkt ist der Vergleich mit den standardmäßig auf den Gondeln installierten Anemometern, die über eine sogenannte „Nacelle Transfer Function“ (NTF) auf eine reale, freie Windgeschwindigkeit skaliert sein sollten.</p> <p>Bei der Onshore Kampagne ermöglicht ein großer, freier Anströmsektor die ungestörte IZ und damit die Einflüsse von atmosphärischer Stabilität, Turbulenz und Turbinenzustand auf den Geschwindigkeitsgradienten zu untersuchen. Weiterhin gibt es Perioden mit klar definierten Windrichtungen, in denen der Nachlauf von einer oder mehreren Turbinen und somit der Einfluss auf das horizontale Profil  isoliert werden kann.</p> <p>Bei der Offshore Kampagne findet die Messungen bereits innerhalb der GBE Zone statt.  Es werden neben den Messungen mit Gondellidaren auch Lidar-Scanner im Dual Doppler Verfahren eingesetzt, um Gradienten aus größeren Entfernungen und die Bereiche der freien Anströmung zu erfassen. Hierfür ist auch interessant, wie sich die Korrelationen mit dem Geschwindigkeitsfeld direkt vor dem Rotor für die unterschiedlichen Stabilitäts- und Anströmbedingungen ändern.</p> <p>Die vorgestellten Messungen zeigen für alle Standorte, dass sich die IZ weit über 2.5 Rotordurchmesser stromaufwärts erstreckt. Eine Abschätzung der Leistungskurve kann somit auf zu geringen Windgeschwindigkeiten basieren und zu energiereicheren Kurven führen, als tatsächlich vorliegen. Verschiedene Sensitivitätstests zeigen die Stärke dieses Effekts. Die Kombination aus Daten von Gondel- und Long-Range-Lidargeräten wird hier erstmalig zur Modellverifikation und zur Modellierung des GBE angewendet.</p>

Kleinteile blitzschnell sondiert

Eine Anlage, die schwarz lackierte Kleinteile rasend schnell in großer Stückzahl vollautomatisch auf optische Fehler überprüft: Die Benseler-Firmengruppe hat an ihrem Standort in Kornwestheim die Prüfanlage für ein Kundenprojekt von der bisherigen Sicht auf eine vollständig automatisierte Prüfung umgestellt.

Auf die Komponenten kommt es an

Auf dem Markt für Lebensmittel ist vieles in Bewegung. Automaten, in denen landwirtschaftliche Betriebe ihre Produkte direkt vermarkten, liegen im Trend. Eine Anlage in der Kunden ihr Müsli nach eigenen Bedürfnissen zusammenstellen ist aber etwas Besonderes. Genau dies hat Goodyfoodie umgesetzt und setzt dabei auf Antriebskomponenten von Mayr. Sicherheitsbremsen halten die Müslibecher sicher in der gewünschten Position. Aufgrund des Konstruktionsprinzips sind die Bremsen ausfallsicher, denn sie halten diese Position auch im stromlosen Betrieb. Mit einem Gleichrichter werden Betriebstemperatur und Energiebedarf optimiert.

Technik für das Tierwohl

Das Unternehmen HoBohTec im niedersächsischen Garrel hat eine Anlage zum Einsammeln von Puteneiern entwickelt. Ein besonderer Wert wurde außer einer hocheffizienten Anlage auch auf das vollumfängliche Tierwohl gelegt. Mit dem System wird der händische Aufwand beim Einsammeln der Eier deutlich reduziert und folglich auch die damit verbundenen Störungen der Tiere. Zur Energieversorgung der Transporteinheit entschied sich der Maschinenbauer für die kontaktlose Energieübertragung Movitrans von SEW-Eurodrive.

Nachrüstbare Antriebe für den Ex-Bereich

Beim Verarbeiten von Gas- oder Staubgemischen kann ein Funke reichen, um die Mischung zu zünden. Solche explosionsgefährdeten Produktionsbereiche gibt es an vielen Stellen und genauso zahlreich sind die angepassten Antriebslösungen. Steigen die Anforderungen an die Produktionsanlagen, sind in manchen Fällen neue Antriebe erforderlich. Weil die Montagepositionen für Antriebe häufig genormt sind, kann eine Anlage über den Austausch der Antriebe modernisiert werden. Die modularen Antriebe, die Moog für diese Fälle entwickelt hat, lassen sich über Optionen an die Anforderungen des Anwenders anpassen.

Windkraft trifft Algenfarm

Rechenzentren zählen heute zu den großen Energieverbrauchern – mit steigender Tendenz. Eine wichtige Frage lautet daher: Wie können Unternehmen ihre Daten wirtschaftlich, sicher und zugleich vollkommen nachhaltig speichern? In Nordfriesland setzt eine Anlage auf die Kombination aus grüner Energie und direkter Abwärmenutzung – für den Anbau von Algen.

Additive Fertigung von multifunktionalen Bauteilen

Ein Team des Fraunhofer IKTS hat eine Anlage für das „Multi Material Jetting“ entwickelt, mit der sich unterschiedliche Werkstoffe zu einem einzigen additiv gefertigten Bauteil vereinen lassen. Dadurch sind Produkte mit kombinierten Eigenschaften oder Funktionen realisierbar. Leistungsfähige Materialien wie Keramik und Metall kommen zum Einsatz.

Konzeptionierung einer Totlastanlage zur Darstellung der Kraft auf Basis der Messunsicherheitsbetrachtung

ZusammenfassungJedes Nationale Metrologieinstitut ist verpflichtet, für die gesetzlichen Maßeinheiten (entsprechend der SI-Einheiten) den nationalen Etalon der Messnormale bereit zu halten, dessen internationale Vergleichbarkeit und Anerkennung sicherzustellen und die Maßeinheiten durch Kalibrierungen von Bezugs- und Arbeitsnormalen für Wirtschaft und Industrie weiterzugeben. Basierend auf den Vorgaben und Rahmenbedingungen des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen (BEV) wurde für die Realisierung der Maßeinheit Newton eine Anlage entwickelt und umgesetzt, die die Einheit der Kraft direkt aus der Masse ableitet und realisiert. In Kooperation mit dem Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik (IFT) der Technischen Universität Wien wurde eine Totlastanlage im Bereich weniger N bis MN als primäre Kraftnormalanlage als nationales Normal der Kraft geschaffen. Im Rahmen einer Dissertation [1] wurde dabei Schritt für Schritt die Analyse der Vorgaben und mittels grundlegender Betrachtung der zu erwarteten Messunsicherheit die Erstellung eines detaillierten Anforderungskataloges beschrieben. Basierend auf einer detaillierten Messunsicherheitsbetrachtung des Verfahren selbst wurde ein Konzept einer Anlage abgeleitet, das geeignet ist, eine derartige Konstruktion zu schaffen, die alle anlagenspezifischen Messunsicherheitsanteile minimiert. Dabei wurden systematisch alle Beiträge zur Messunsicherheit betrachtet und daraus die Grenze des technisch Möglichen ausgelotet. Als übergeordnetes Ziel wurde dabei angestrebt, die Kraft rein linear in Messachse darzustellen, und jegliche Störeinflüsse wie z. B. Querkräfte, Einflüsse von Umgebungsbedingungen oder dergleichen zu minimieren. Zur Erreichung des Zieles der Umsetzung einer derartigen Kraftnormalanlage wurde zum Teil auf Methoden zurückgegriffen bzw. wurden Lösungen ausgearbeitet, die, verglichen mit bestehenden Realisierungsmöglichkeiten der Kraft, Modifikationen enthalten und Weiterentwicklungen darstellen. Bereits in [1] und [2] konnte detailliert gezeigt werden, wie abweichend von herkömmlichen und gleichwertigen Anlagen auftretende Störgrößen kompensiert oder in ihrer Messunsicherheit reduziert werden konnten, so dass man auf die Berücksichtigung dieser Störgrößen, wie sie durch internationale Kalibrierrichtlinien geregelt sind, bei der Auswertung und der dazugehörenden Messunsicherheitsbetrachtung verzichten kann. Durch Zusammenführung und Interpretation der Messergebnisse wurde bei internationalen Vergleichsmessungen [3] die Prozessfähigkeit und Eignung der neuen Anlage belegt und ihre Einsatzfähigkeit nachgewiesen. Mit der Darlegung dieser Nachweisführung wurde die Grundlage für die im Rahmen des CIPM-MRA-Abkommens [9] internationale Anerkennung der Messergebnisse und der vom BEV ausgestellten Zertifikate erbracht.

Rüttelfeste Energiezuführung in automatisierter Tiefbohranlage

Mit dem Tiefbohrsystem TBA 440 M2 hat die Bauer Maschinen GmbH eine Anlage entwickelt, die weitestgehend selbsttätig Bohrungen bis in 6000 Meter Tiefe abteufen kann und als „Walking Unit“ mit rund 1000 Tonnen Gesamtgewicht sogar in der Lage ist, den Standort zu wechseln (Bild 1). Das Handhabungssystem, das die Bohrgestänge zuführt, wird über E4.1-Energieketten von igus mit hydraulischer und elektrischer Energie sowie mit Steuersignalen versorgt.