Benutzer:Carl von Canstein/Einflügler
Sammlung noch zu koordinierender Inhalte: − Auf einem Gehöft südlich von Wurmberg befindet sich eine kleine Einflügel-Windkraftanlage, möglicherweise die einzige in Baden-Württemberg. Sie hat eine Nabenhöhe von 13,7 Meter und eine Leistung von 5 kW. Ihr Rotorblatt ist 4 Meter lang. [1]
Vorläufig übernommener Text aus Monopteros (Windkraftanlage):
Der Monopteros (von griech. mónos = eins und pterón = Flügel) ist eine von der Firma Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) entwickelte Windkraftanlage (WKA) zur Stromerzeugung, die mit nur einem Rotorblatt versehen war. Der Rotor des Monopteros war im Lee, also auf der vom Wind abgewandten Seite des Turms montiert. Die Entwicklung und der Testbetrieb wurden durch das BMFT gefördert.[3]
Geschichte
Nach der Entwicklung der Großen Windkraftanlage Growian in den 1980er Jahren begann MBB mit der Entwicklung einer größeren Windenergieanlage mit einem einflügeligen Rotor; gegenüber dem einzelnen Rotorblatt wurde ein Gegengewicht in Form eines relativ kleinen Metallkörpers verwendet. 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. Die damalige Bauform konnte sich aufgrund der bauartbedingten starken Lastwechsel und niederfrequenter Schallemissionen nicht durchsetzen.
Hintergründe
Nachdem die ersten einflügeligen Anlagen noch keine marktreifen Entwicklungen darstellten, wurde die politische Förderung zu Gunsten der Unterstützung kommerziell bereits nutzbarer Konzepte neu gewichtet. Damit wurde faktisch die Konfiguration mit zwei oder drei Flügeln gefördert; Forschungsgelder für Sonderbauformen wurden nicht weiter bereitgestellt.
Die drei Anlagen bei Wilhelmshaven wurden aufgrund der damaligen technischen Mängel demontiert. Die WKA in Bremerhaven erlitt durch eine Sturmböe einen Schaden, weil das Blatt stark ausschlug und seine Spitze von einem Halteseil des Turmes abgetrennt wurde. Eine Reparatur war zu teuer und die Anlage wurde später ebenfalls demontiert. Weitere Einflügler wurden nicht installiert.
Weitere, ältere Beispiele für installierte und deinstallierte Anlagen in Deutschland
In Cappel-Neufeld (Landkreis Cuxhaven) wurde Ende August 1992 damit begonnen, im Windpark Cuxhaven 15 Anlagen der Firma Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) zu demontieren. Die 30-kW-Einflügler wurden nach vier Jahren Betriebszeit wieder abgebaut, weil einige technische Schwierigkeiten nicht zu lösen waren. Die Einflügler waren im August 1988 Teil eines Pilotprojektes. Bis zum Zeitpunkt der Demontage 1992 hatten sie nicht die zugesicherte Leistung erbracht wie von Seiten des damaligen Betreibers Überlandwerk Nord-Hannover (ÜNH), jetzt EWE AG, mitgeteilt wurde. Statt, wie zugesagt, 1 GWh Strom pro Jahr zu erzeugen, standen die Anlagen fast die Hälfte der vier Jahre still. Der Kaufpreis betrug seinerzeit pro Stück umgerechnet 45.000 Euro. Die zehn Anlagen des Mitbewerbers Enercon standen nicht weit entfernt von den Einflüglern. Sie gehörten auch zum Pilotprojekt Windpark Cuxhaven. Ihr Stückpreis betrug umgerechnet 70.000 Euro. Als Dreiflügler mit einer Leistung von je 55 kW pro Anlage erzeugten sie im Jahr 150 MWh (insgesamt 1,5 GWh für alle zehn Anlagen).
Prinzipielle Eigenschaften
Je größer die Rotoren, desto höher die Materialbelastung der Blätter. In dieser Hinsicht erscheint die Konzentration des Materials auf nur ein Blatt vorteilhaft – es lassen sich im Prinzip größere Anlagen bauen. Ein einzelnes Blatt verursacht allerdings größere Randwirbelverluste, was durch eine höhere Schnelllaufzahl ausgeglichen werden kann, seit es Profile mit Gleitzahlen weit unter 0,01 gibt. Mit der höheren Schnelllaufzahl verbunden ist ein schlankeres Blatt, was einerseits den Stabilitätsvorteil zunichte macht, andererseits einen wirtschaftlichen Vorteil bedeutet: Das Eigengewicht des Rotors liegt unter dem eines dreiblättrigen Rotors. Es muss zudem nur ein Rotorblatt angefertigt und montiert werden. Ein weiterer Vorteil höherer Schnelllaufzahl ist ein geringeres Drehmoment und damit geringerer Materialaufwand für Getriebe und Generator.
Die optimale Schnelllaufzahl liegt für Einflügler bei 15 gegenüber 8 bei Dreiflüglern. Entsprechend deutlicher sinkt bei Verschmutzung oder Vereisung die Effizienz. Und während Dreiflügler oft aus Gründen des Lärmschutzes auf Schnelllaufzahlen von nur 6 oder 7 ausgelegt werden, sind die – mit der fünften Potenz der Geschwindigkeit ansteigenden – Geräuschemissionen von Einflüglern das einschränkende Kriterium für ihre mögliche Standortwahl.[2]
- ↑ http://www.rp.baden-wuerttemberg.de/servlet/PB/show/1073734/rpk21_arok_windenergie_uebersicht.pdf
- ↑ a b Peter Jamieson: Innovation in Wind Turbine Design, Wiley, 2011, ISBN 978-0470699812, Seite 195f, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.
- ↑ Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage des Abgeordneten Dr. Müller (Bremen) und der Fraktion DIE GRÜNEN - Drucksache 10/3638 auf: bundestag.de, 10.07.1985, aufgerufen am 27. Oktober 2012
