Institut für Energietechnik (IET)
HSR

Dienstleistungen

Mit aktuellem Fachwissen und Erfahrungen aus der Praxis unterstützen wir ihre Projekte in folgenden Bereichen:

  • CFD-Simulationen von Windenergieanlagen und von Windparks in komplexem Gelände.
  • Messungen im offenen Windkanal.
  • Vorstudien und technische Abklärungen für die Installation von Kleinwindenergieanlagen.

 Unten zeigen wir Beispiele von unseren Projekten.

CFD-Simulationen

Verschiedene Standorte in der Region Rapperswil wurden mittels online verfügbaren Daten (www.wind-data.ch), Windmessungen und topographischen Simulationen evaluiert um mögliche Orte zu finden, an denen Tests von Prototypen in realen Windbedingungen gemacht werden können. Messungen vor Ort wurden mit einem INENSUS Aelog 3 System gemacht, welches unter anderem die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit auf 10 und 15 m Höhe misst.

Bisher wurden die folgenden Standorte evaluiert:

  • Halsegg, Sattel SZ
  • Sonnenberg, Rothenthurm SZ
  • Farneralp, Wald ZH / Goldingen SG 
  • Potentialabklärung für Windkraft auf Industriedächern, Maienfeld, GR

Ausserdem haben wir Windturbinen mit vertikaler Drehachse simuliert.

Die resultierende Kraft aus Auftriebs- und Widerstandskraft in Richtung der Flügelbewegung wird als Tangentialkraft FT bezeichnet. Die Resultierende in radialer Richtung als Normalkraft FN. Die Tangentialkraft erzeugt ein Drehmoment, welches die Turbine in Rotation versetzt und wird zur Abschätzung der Turbinenleistung verwendet. Die Normalkraft FN spiegelt die Belastungen auf die Flügel. Im folgenden Video sind die Tangentialkräfte visualisiert.

Messungen im offenen Windkanal

Der offene Windkanal wurde ursprünglich für die Optimierng von Windturbinen mit vertikaler Drehachse gebaut.

Während sich bei horizontalachsigen Windenergieanlagen einige wenige Bauformen durchgesetzt haben, gibt es bei vertikalachsigen weiterhin eine grosse Anzahl an unterschiedlichen Designs. Dies deutet darauf hin, dass die optimale Form solcher Turbinen noch nicht gefunden wurde. Neben der Möglichkeit zur Optimierung mittels numerischer Simulationen, verfügt das IET über eine eigene vertikalachsige Windturbine mit einem H-Rotor. Für diese Turbine lassen sich mittels 3D-Printing verschiedene Flügel herstellen. Auf diese Weise können verschiedene Flügelprofile und Anstellwinkel untersucht werden.

Um unsere Modelle und Prototypen testen zu können, wurde eine Testanlage aufgebaut. Die Grundlage dazu bildet eine Windmaschine mit einem Durchmesser von 1.5 m, einem maximalen Volumenstrom von 100'000 m³/h und einer maximalen Geschwindigkeit von 90 km/h. Um die Messungen mit unserer Testanlage zu optimieren, wird diese laufend verbessert.

Kleinwindenergieanlagen

Um das Potential kleiner Windenergieanlagen abzuklären, bieten wir Leistungsmessungen mit einer realen Windturbine an. Die "Windflower" ist effizient, leise und sieht auch noch schön aus. Mit einem Durchmesser von 2 m erzeugt sie bis zu 1 kW Leistung, welche direkt ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Eine Leistungsmessung während eines Jahres mit der Windflower gibt Ihnen eine gute Vorstellung davon, wie viel Strom mit einer kleinen Windenergieanlage an Ihrem Standort erzeugt werden kann. Sie organisieren den Standort mit den dazugehörigen Abklärungen. Wir übernehmen die professionelle Windleistungsmessung für Ihren Standort.

Wir freuen uns über Ihre Kontaktaufnahme!

Kontakt

Dr.-Ing. Sarah Barber
Oberseestrasse 10
CH-8640 Rapperswil SG
+41 (0)55 222 42 62

sarah.barber(at)hsr.ch