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Untersuchung des Nachlaufes von Windenergieanlagen und dessen Auswirkung auf die Standsicherheit der benachbarten WEA in Parkaufstellung
Bauforschung, Band T 3058Henry Seifert, Jürgen Kröning
Deutsches Windenergie-Institut GmbH, Wilhelmshaven
Technischer Überwachungs-Verein Norddeutschland e.V. -TÜV Nord-, Hamburg
2004, 91 S., zahlr. Abb., Tab.
Fraunhofer IRB Verlag
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Inhalt
In Parks betriebene Windenergieanlagen (WEA) beeinflussen sich gegenseitig hinsichtlich des Energieertrags und der mechanischen Beanspruchung. Während die üblichen Windparkrechenmodelle den Parkwirkungsgrad hinreichend genau ermitteln, existieren keine bekannten und validierten Verfahren, mit denen der Nachlauf von Rotoren und die daraus resultierenden Beanspruchungen der nachfolgenden WEA simuliert werden können. Die einschlägigen Normen und Richtlinien geben anzunehmende Lastfälle nur für den Einzelbetrieb an; für den Windparkbetrieb werden bisher keine Vorgaben gemacht. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) unterstützt das hier vorgestellte Projekt zur Untersuchung des Einflusses der Windparkaufstellung auf die Standsicherheit von WEA, dessen Ziel es ist, einen Vorschlag in den Richtlinien zu schaffen, ab welchem Abstand die Parkaufstellung mit erhöhter Grundturbulenz abgedeckt ist. Dafür werden sowohl vorhandene Messungen von Windgeschwindigkeiten vor und hinter WEA, Beanspruchungen von Komponenten im frei angeströmten und im Leebetrieb, als auch Rechenverfahren angewandt und hinsichtlich der resultierenden Lasten untersucht. Insbesondere der Unterschied zwischen der sogenannten Vollabschattung und der Teilabschattung werden beleuchtet.
Inhaltsverzeichnis
Liste der Formelzeichen und Abkürzungen 2
Kurzfassung 3
Summary 3
1 Einleitung 4
2 Ziele und Aufbau des Forschungsprojekts 6
2.1 Ziele 6
2.2 Zeitplan 7
2.3 Projektbegleitgruppe 7
2.4 Projekttreffen 7
2.5 Veröffentlichungen im Rahmen des Projekts 8
3 Auswertungen vorhandener Messungen 9
3.1 Leistungskennlinienvermessungen 9
3.2 Windmessungen im Nachlauf einer MW-WEA 18
3.3 Beanspruchungsmessungen 30
3.3.1 Vorgehensweise 30
3.3.2 Datenprüfung und -analyse 39
3.3.3 Analyse der Zeitverläufe und der Anlagendynamik 48
3.3.4 Äquivalente Lasten der einzelnen Datensätze 49
3.3.5 Betriebsfestigkeitsanalyse 64
3.3.6 Untersuchungen an weiteren WEA 67
3.3.7 Zusammenfassung der Auswertungen der Beanspruchungsmessungen 70
4 Berechnung des Nachlaufs mit CFD Programm 71
4.1 Beschreibung des Verfahrens und des Programms 71
4.1.1 Beschreibung der verwendeten Software 71
4.1.2 Allgemeines zur Turbulenzmodellierung 72
4.2 Allgemeines zur Turbulenz im Nachlauf einer WEA 74
4.2.1 Modellbeschreibung 76
4.3 Rechenergebnisse und Vergleich mit gemessenen Daten 77
4.3.1 Windgeschwindigkeitsverteilung im Nachlauf 77
4.3.2 Turbulenzintensität 80
4.4 Diskussion des CFD - Rechenverfahrens und der Ergebnisse 83
5 Zusammenfassung, Bewertung der Ergebnisse und Ausblick 84
5.1 Verwendung von Windmessungen 84
5.2 Verwendung von Beanspruchungsmessungen 85
5.3 CFD-Simulationen 85
5.4 Ausblick 86
6 Literatur 88
Windenergieanlage, Aufstellung, Abstand, Windpark, Betrieb, Beanspruchung, Lastannahme, Standsicherheit, Messung, Simulation, Richtlinie,
Windkraftanlagen
Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb
9., Aufl.
2016, XXIII, 599 S., m. 425 SW- u. 9 Farbabb. sowie 50 Tab. 24,5 cm, Hardcover
Springer, Berlin
Windschäden
Schadenfreies Bauen, Band 37
2005, 129 S., 82, z.T. farb. Abb., 6 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag
Sicherheit von Glasfassaden
Bauforschung für die Praxis, Band 20
1996, 38 S., Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
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Weiterleitung von Horizontallasten durch Trapezprofile
Bauforschung, Band T 3268
2012, 147 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Ausfachungsflächen windbeanspruchter Mauerwerkswände unter Berücksichtigung der Windlasten nach DIN 1055-4:2005
Bauforschung, Band T 3241
2010, 34 S., 4 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Überprüfung des Patch-Last-Verfahrens zur Ermittlung der Antwort abgespannter Maste unter Böenwirkung
Bauforschung, Band T 3204
2009, 158 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Ermittlung aerodynamischer Beiwerte für die normgemäße Erfassung der Winddrücke und Windkräfte an Vordächern
Bauforschung, Band T 3129
2007, 48 S., 28 Abb., 20 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
Untersuchung des Nachlaufes von Windenergieanlagen und dessen Auswirkung auf die Standsicherheit der benachbarten WEA in Parkaufstellung
Bauforschung, Band T 3058
2004, 91 S., zahlr. Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
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Hin zu einer vereinfachten Studie der Windwirkung auf Flachdächern (kostenlos)
Kontakt, 2020
Botz, Max; Emiroglu, Altug; Osterminski, Kai; Raith, Manuel; Wüchner, Roland; Große, Christian
Überwachung und Modellierung der Tragstruktur von Windenergieanlagen. Beitrag zu einem Digitalen Zwilling
Beton- und Stahlbetonbau, 2020
Cristina, Claudio
Befestigungsmethoden von Solaranlagen. Statik-Know-how bei der Montage von Solaranlagen
HK Gebäudetechnik, 2020
Heid, Ann-Christine von der; Grebe, Reiner
Perforierte und vollflächige Fassadenplatten aus carbonbewehrtem Beton
Bauingenieur, 2020
Lachmann, Stefan
Schneelast- und Windzonen richtig bestimmen. Vorsicht bei ungenauen Tabellenangaben
Deutsches Ingenieurblatt, 2019
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