Aerodynamik und Blattentwurf - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 157

Tabelle 4.2 Ergebnisse der Optimie-
rung für ein windangetriebenes Fahr-
zeug

K a v c / v wind c P c T c P / c T ¥ Drivetrain

0,013 0,05 2,0 0,16 0,18 0,89 > 0,8

0,06 0,1 1,0 0,29 0,35 0,83 0,7

0,14 0,13 0,75 0,37 0,47 0,79 0,7

0,33 0,18 0,5 0,44 0,60 0,73 0,7

1,0 0,24 0,25 0,50 0,74 0,68 0,7

3,1 0,29 0,1 0,51 0,82 0,62 0,7

36 0,31 0,01 0,52 0,86 0,60 0,7

Ω /2 v 2 · A V definiert ist.
A V und A R sind die projizierten Flächen des Rotors und des Fahrzeugs (siehe auch Bild 4.23) .
Problematisch ist bei diesem Ansatz die Einbeziehung eines konstanten Rollwiderstandes.
Als wichtiges Ergebnis kann festgehaltenwerden, dass es grundsätzlich keine obere Grenze der
Fahrgeschwindigkeit gibt.
Spezielle Blattgeometrien (Tiefen- und Verwindungsverlauf ) können ebenfalls abgeleitet wer-
den (siehe Bilder 4.24 und 4.25) .

C D ist der Widerstandkoeffizient des Fahrzeugs, der durch D : = c D ·

Vergleich der Blatttiefen

300

opt. Windturbine
opt. Windfahrzeug
Entwurf ECN

250

200

150

100

50

Bild 4.24 Optimale Tiefenver-
teilungen für Blätter von Wind-
fahrzeugen

0

0 200 400 600 800 1000

r [mm]

Die Auslegungsparameter unseres Entwurfs sind: B = 3, ∏ = 5,5, Design-Lift c L = 1,0 und Gleit-

zahl = 80. Der Rotorradius ist 900mm und die gesamte Triebstrangeffizienz ist zu 70% ange-
nommen.
Es scheint nicht ausgeschlossen zu sein, die Ergebnisse dieser speziellen Blattgeometrie auch
durch Pitchen kommerziell erhältlicher (Wind-Dynamics-)Blätter reproduzieren zu können.
Bild 4.26 vergleicht unsere Ergebnisse mit der Optimierung von Sørensen [ 90] .
Es ist anzumerken, dass unsere Werte wegen zusätzlich einbezogener Größen ( c D und Blatt-
spitzenkorrektur) grundsätzlich geringere Geschwindigkeiten ergeben sollten. Wie man
Bild 4.26 entnimmt, sind zusätzlich zwei obere K-Grenzen eingezeichnet, die unrealistisch
hohe c P -Werte ausschließen. Weiterhin sieht man, dass die publizierten Werte aus [46] nur
bei K-Werten unter 0,005 realisiert werden können. Wurde 2009 noch ein Fahrzeug mit
v car / v wind ∏ 0,5 separat mit dem ECN-Award prämiert (und erreicht, siehe Bild 4.28) , so ist