Entwurf und Berechnung einer Kleinwindkraftanlage Masterarbeit

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Entwurf und Berechnung einer Kleinwindkraftanlage 7.3.3 Nachweis der Verbindung zwischen Eckstiele ..................................................................... 76 8. Fundament des Mastes .............................................................................................................. 80 9. Zusammenfassung ...................................................................................................................... 81 Literaturverzeichnis ......................................................................................................................... 82 Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................... 83 Tabellenverzeichnis ......................................................................................................................... 85 3
Entwurf und Berechnung einer Kleinwindkraftanlage 1. Einleitung 1.1 Motivation Kleinwindkraftanlagen sind in Schwachwindregionen kommerziell nicht rentabel. Aktuelle Anlagenkonzepte der Windkraftindustrie sind auf hohe Windstärken optimiert. Spezielle Entwicklungen von Windrädern für geringe Windstärken werden von Firmen mit Verweis auf fehlende Vermarktungschancen abgelehnt. Aus diesem Grund ist dieses Thema weitgehend unterforscht. Mit einem ca. 24m hohen Versuchsmast soll die Windsituation an einem windarmen Standort in der Donauebene zunächst mehrere Monate analysierte werden. Basierend auf den Messwerten( Windstärke, Windrichtung, Geräusch,...) sollen Anforderungen für Kleinwindkraftanlagen gesammelt werden. Aus den Anforderungen sollen Konzepte für auf Schwachwind optimierte Windturbinen, Windgeneratoren sowie Lade-Entlade-Strategien mit gesteuerten Verbrauchern entstehen. Ausgewählte Elemente sollen dann gebaut und auf dem Versuchsmast vermessen werden. Ein Bauantrag für den Versuchsmast in Stephansposching wurde eingereicht und genehmigt. Das Konzept sieht im unteren Bereich einen bereits vorhanden Strommast vor und im oberen Bereich eine um 10m absenkbaren Gondel. In ca.14m Höhe soll eine Arbeitsplattform für Messtechnik und Service entstehen. Derzeit ist eine Bachelorarbeit im Bereich Maschinebau mit der Bestandsaufnahme des bestehenden Masts und Festigkeitsberechnungen für die Absenkmechanik vergeben. 1.2 Aufgabestellung Im Rahmen dieser Masterarbeit soll eine statische Berechnung der Konstruktion der Windkraftanlage einschließlich deren Gründung erstellt werden.Es soll in besonderen FEM-Berechnungen an stark beanspruchten Komponenten der Anlage durchgeführt werden. Der Mast soll über eine Winde ein- und ausgefahren werden können, um später einfach und schnell Einstellarbeiten und Montagearbeiten durchführen zu können. Der Gittermast mit Rohrverlängerung wird im Rahmen dieser Arbeit dahingehend untersucht, ob eine ausreichende Strukturfestigkeit besteht. 1.3 Aufbau dieser Masterarbeit Im ersten Kapitel der vorliegenden Arbeit erfolgt eine Einleitung in das Thema Klein- 4
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