Aerodynamik und Blattentwurf - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 146

4.5.6 Zusammenfassung: Horizontalanlagen
In diesem Kapitel haben wir die wichtigsten Zusammenhänge und Ergebnisse der Aerodyna-
mik von Windturbinen mit horizontaler Achse dargestellt. Auch wenn auf diesem Gebiet seit
über einhundertfünfzig Jahren gearbeitet wird, scheint es doch in vielen Detailfragen keine
abschließende Antworten zu geben. Für einen ersten Blattentwurf reicht jedoch das einfache
und im Detail vorgestellte Blattschnittverfahren völlig aus, wenn man dessen Gültigkeitsgren-
zen nicht aus den Augen verliert.
4.6 Vertikalanlagen
4.6.1 Allgemeines
Windenergieanlagen mit vertikaler Rotationsachse (VAWT) (Bild 4.15) stellen eine Alternati-
ve zu den Windturbinen mit horizontaler Achse dar. Sie bieten außerdem die Möglichkeit der
Anwendung von Methoden der instationären (transienten) Strömungsmechanik. Durch ihre
Unabhängigkeit von der Windrichtung sind bei der praktischen Realisierung im Vergleich zu
HAWT einige Vorteile vorhanden, jedoch scheiterten viele Anlagen - bis hin zu der 4MW leis-
tenden und 100m hohen ÉOLE-C in Cap-Chat, Canada, [71, 72] (Bild 4.16a ) - an den nur un-
zureichend berücksichtigten Betriebslasten. Bild 4.16b zeigt eine dreiblättrige Anordnung mit
50 kWNennleistung der HEOS Energy.
Bild 4.15 Windturbinen in Verti-
kalanordnung
In diesem Teil sollen wesentliche Modelle und Methoden dargelegt werden wie sie sich im
Unterschied zur Aerodynamik der Horizontalanlagen darstellen. In der Landkarte (Bild 4.1) ist
deutlich der Unterschied von Auftriebsläufern gegenüber Widerstandsläufern auch bei VAWT
zu erkennen (Darrieus- bzw. Savonius-Prinzip).
Allerdings ist auch klar, dass die Horizontalmaschinen in den letzten zwanzig Jahren einen
enormen Entwicklungssprungmachen konnten, der den Vertikalmaschinen nicht zugute kam,
sodass zurzeit nur Kleinanlagen unter 100 kW entwickelt bzw. gefertigt werden [ 55] , [87] . In
Deutschland wurde die Entwicklung vor allem von den Firmen Dornier [ 4, 17, 22, 37, 61] und
Heidelberg-Motor [35] vorangetrieben. In den USA hat das Sandia National Laboratory eine