Untersuchung des dynamischen Nickverhaltens eines aerodynamischen Profils vor dem Hintergrund der Anstellwinkelregelung durch Pivot-Punkt Verschiebung (German, Paperback)

Studienarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Rheinisch-Westfalische Technische Hochschule Aachen (Aerodynamisches Institut der RWTH Aachen), Sprache: Deutsch, Abstract: Ein Forschungsgebiet des Aerodynamischen Instituts an der RWTH Aachen (AIA) ist die Energiegewinnung aus Windkraft. Dabei wird unter anderem Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Vertikalachswindenergieanlagen betrieben. Diese Bauform zeichnet sich durch eine zum Boden vertikale Drehachse aus. Eine solche Anlage kann als Widerstandslaufer (z.B. Savanius-Rotor) oder Auftriebslaufer (z.B. HRotor) konstruiert werden. Als aerodynamisch effektiver haben sich die Auftriebslaufer erwiesen. Diese nutzen die an einem umstromten Flugel entstehenden Auftriebskrafte um den Rotor zu drehen. Im Folgenden werden Auftriebslaufer mit in konstantem Abstand zur Rotorachse parallel angeordneten Flugeln mit konstantem Querschnitt betrachtet. Zu dieser Gruppe zahlt beispielsweise der H-Rotor (Hau, 2008). Wahrend bei herkommlichen Anlagen dieser Bauform die Rotorblatter fest eingespannt sind, gibt es Konzepte, die einen variablen Anstellwinkel der Rotorblatter realisieren um somit den Auftrieb effektiver nutzen zu konnen. Eine Umsetzung ist z.B. die Cycloidal Wind Turbine." Bei diesem Konzept wird das Blatt uber einen Bowdenzug mit Hilfe eines Elektromotors um den gewunschten Winkel gedreht. Ein Rechnersystem steuert den Motor und gibt den optimalen Anstellwinkel vor (Hwang, Min, Jeong, Lee, & Kim, 2005). Ein Nachteil dieser Anstellwinkelregelung ist, dass eine betrachtliche Hilfsenergie notwendig ist um den Flugel in die gewunschte Position zu drehen. In dieser Studienarbeit soll daher ein Konzept untersucht werden, dass nicht den Flugel dreht, sondern die Einspannung des Flugels durch ein Gelenk ersetzt und die Position dieses Gelenkpunktes (auch als Pivot-Punkt bezeichnet) verandert. Die Drehung des Pivot-Punktes erfolgt dann durch die in Folge von Druck und Beschle