Boreas-notos

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Benutzer: Boreas-notos
Dieser Benutzer befürwortet die nachhaltige Nutzung Schwimmender Offshore-Windkraftanlagen.

Der Einflügler und das Meer

Schon in der Steinzeit der Windkraftentwicklung wurden Einflügler gebaut, und sie gehörten zu den größten Windkraftanlagen dieser Zeit. Auf dem Versuchsfeld des Deutschen Windenergie-Instituts, dem Jade-Windpark, (DEWI) bei Wilhelmshaven wurden 1989 drei Anlagen vom Typ Monopteros 50 mit je 640 kW Nennleistung erstellt. Im Norden von Bremerhaven entstand eine weitere. Die Anlagen hatten eine Blattlänge von 56 m und eine Nabenhöhe von 60 m.

http://www.sachverstand-gutachten.de/pics/BI_03_11monopteros.jpg

In der Vergangenheit: Optik, Akustik - und technische Probleme

Neben Akustik und Optik standen dem Einflügler auch die Bauform im Wege, weil -gerade im Binnenland mit großen Unterschieden der Windstärke je nach Höhe, Belastungsschwankungen auszugleichen waren. Da der Flügel relativ nahe am Masten vorbei raste, war es nicht möglich, ihm die nötige Bewegungsfreiheit zu gewähren.

Noch vor wenigen Jahren war der längste Flügel 50 Meter lang, heute gibt es schon Flügel mit 83,5 Metern, die sehr viel Geld kosten. Könnte man zwei von drei Flügeln einsparen, wäre dies dann ein erhebliches Kostenargument.

Fazit: Im Binnenland wird der Einflügler nicht glücklich werden.

Wie sieht die Sache nun im Meer aus?

Neben der dreifachen Vollaststundenzahl, sind nur mit Meeres-WKAs bauliche Vorteile generierbar.

Die sehr hohe Schnelllaufzahl des Einflüglers mit der einhergehend hohen Nabenumdrehung sorgen für einen geringeren Materialaufwand für Getriebe und Generator.

Der Durchbruch im Meer: mit langen Flügeln und neuer Statik!

Es sind WKAs mit einem Rotordurchmesser von über 200 Metern und einer Leistung von 20 MW je WKA denkbar. Demnach hätte ein Multi-Floater mit 5 einzelnen WKAs eine Leistung von 100 MW. Damit könnten 20 Stück von solchen Multifloatern summarisch die Strommenge eines Atomkraftwerkes bereitstellen.

Die derzeit größten WKAs bringen es immerhin auf einen Rotordurchmesser von 167 Meter:

http://www.wind-turbine-models.com/turbine/139/alstom/haliade-150

Sehen wir uns die Windfloat-Konzeption an:

http://renews.biz/images/news_images/WindFloat.jpg

Jeder Statiker bekommt einen Herzanfall. Keinerlei Abstützung/Abspannung!

Es ist so, als ob ein Fahrradhersteller eine einarmige Gabel einbaut. Es gibt sie ja – hier!

http://fahrrad.wikia.com/wiki/Bild:Fahrradgabel-einseitig.jpg

Warum nicht? Dies ist doch offensichtlich technisch möglich, aber warum sehe ich dann so wenige auf den Straßen? Blöde Frage, wird sich jeder denken, weil man so einen statischen Unfug nicht macht, der nur unsinnig Geld kostet und die Sicherheit verringert. Genau erkannt. Nur bei Windkraft wird immer noch nicht so gedacht. Die normale Fahrradgabel sieht eben so aus:

http://fahrrad.wikia.com/wiki/Bild:Federgabel.jpg

Genau, eine gute Statik wird durch eine zweiarmige Gabel erreicht.

Würde dies auch bei Windkraft gehen?

Bei der normalen WKA im Binnenland muss sich ja die Gondel mit dem Flügel in den Wind drehen – und würde diese Abstützungen berühren und zerstören. Wenn sich aber die ganze Plattform in den Wind dreht, kann auf eine drehbare Gondel verzichtet werden. Dann kann die Gondel mit einem Dreibein statisch optimal abgestützt werden.

http://www.heavy-rescue.de/wp-content/uploads/2011/01/tripod.jpg

Die Basis entspricht den drei Tonnen bei Windfloat, also Windfloat ohne Mast und Gondel/Rotor.

Von den drei auftriebgebenden Tonnen gehen die Masten konisch nach oben, wo sich diese an der Gondel vereinen, was eine perfekte Statik gewährleistet. Dagegen muss bei normalen WKAs die Abstützung auf den unteren Bereich des Masten beschränkt werden, da sich bei dieser WKA die Gondel noch um 360 ° drehen können muss:

http://www.bmu.de/files/bilder/allgemein/image/jpeg/oo_08_bms.jpg

Dabei steht ein tropfenförmiger Mast vor dem Rotor und zwei Masten hinter dem Rotor. So ist der Rotor mittig, statisch optimal positioniert. Die Flügel können sich dynamisch in diesem Mittelbereich auspendeln. Was als bei ADES mit viel Aufwand erreicht wurde, wird einem hier geschenkt:

http://www.youtube.com/watch?v=YzRYojNYE_k (Video)

http://www.ades.tv/en/products/pendular-wind-turbine/id/24

Nur mit Multifloatern macht es richtig Spaß!

Jetzt müssen nur noch drei solcher Anlagen mittels waagerechten, unter dem Welllenbereich schwebenden Masten verbunden werden – schon ist der Multifloater fertig – und kann je nach Bedarf erweitert und Möglichkeit werden.

Eine Verbesserung wäre, wenn wir statt Windfloat- die Winflo-Konzeption nehmen:

http://2.bp.blogspot.com/-_azYYQQuM7w/T5h6KxLcn0I/AAAAAAAAMGc/DGjOmb0h5QQ/s1600/ING-WINFLO-07bd-0808_PF+-+copie.jpg

Hier wird der mittige Masten durch eine Dreibeinkonstruktion -wie oben erklärt- ersetzt. Mit dem Bild ist es ganz einfach vorstellbar, dass durch die drei (oder mehr nebeneinanderstehenden) WKAs ein Verbindungsmast durchgeführt wird, der dann eben den notwendigen Abstand zur Nachbar-WKA sichert.

Bilder eines Multi-Floater-Windparks:

http://www.technology.stfc.ac.uk/ERU/images/offshorewindfarm.jpg

Während sich die gesamte Plattform in den Wind dreht, ist das Pendeln der einzelnen Anlagen möglich und erwünscht. Das "Schwanken der WKAs auf der Plattform" halte ich für positiv, weil hier "harte Kräfte" in "weichere Kräfte" verwandelt werden. Es hat sich in der Geschichte der Windkraft durchgehend gezeigt, dass alles, was Flexibilität ermöglichte, sich durchgesetzt hat, alles andere ist verschwunden - oder gibt es heute noch WKAs mit fester Drehzahl? Wird auch hier so gesehen:

http://www.heise.de/tr/artikel/Die-Windkraft-schwimmt-sich-frei-1660985.html?artikelseite=3

Hier wird eine gute Statik mit Abspannung als Einzelanlage erreicht: http://www.nauticawindpower.com/achievements/

Der Einflügler hat eine höhere Überlebensfähigkeit

Außerdem kann der Flügel bei starken Gewittern einfach aus der Gefahrenzone gebracht werden, wenn die Flügelspitze nach unten zeigend arretiert wird. Dies ist weder bei einem Zweiflügler, noch bei einem Dreiflügler möglich. Auf dem unzerstörbaren Gegengewicht kann über einen Blitzableiter auch die stärksten Blitze einfach abgeleitet werden und den Flügel verschonen. Auch Windhosen und Wassertornados würden die „freien Flügel“ leicht zerstören können.