Kennfeldberechnung von Rotorblättern mit ABAUKAS

Projektzeitraum 01.07.2011 – 30.06.2012

Zur Bestimmung der aerodynamischen Kräfte an einem Windenergieanlagen-Rotor werden entsprechend dem Rotorblattdesign Rotorkennfelder errechnet. Mit Hilfe dieser Kennfelder lassen sich die Leistungsfähigkeit des Rotors und die mechanische Belastung über seinen Betriebsbereich bestimmen. Der Kennfeldberechnung liegen verschiednene Strömungstheorien zu Grunde, weshalb sie in einem iterativen Prozess abläuft. Weiter fließen zahlreiche Gemometrie- und Betriebsparameter des Rotors ein, wodurch insgesamt ein großer Berechnungsaufwand entsteht. Mit Hilfe des Programms ABAUKAS soll die Berechnung vereinfacht und beschleunigt werden.

ABAUKAS soll die Rotorkennfeldberechnung für Rotorblätter mit verschiedenen Konfigurationen von Rotorblattprofilen ermöglichen. Dafür werden gängige Blattprofile in einer Bibliothek zur Verfügung gestellt, die sich leicht mit weiteren Profilen ergänzen lässt. Mit Hilfe der Blatt-Elemente-Methode und weiteren Modifikationstheorien erlaubt ABAUKAS die Kennfeldberechnung für Momenten-, Schub- und Leistungsbeiwert.

Die Basis für die in ABAUKAS umgesetzten Rechenalgorithmen ist dem Buch Windkraftanlagen: Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb (Gasch, Twele) entnommen.

Aus dem Projekt geht ein Berechnungsprogramm hervor, dass mittels einer graphischen Oberfläche (GUI) benutzerfreundlich bedient werden kann. Es lassen sich damit verschieden konfigurierte Rotorblätter erzeugen und deren Kennfelder berechnen. Diese können am RLI u.a. für die Bestimmung der Antriebsleistung eines Test-Rotors auf dem Prüfstand PHiL genutzt werden.