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Ocean Energy Web-GIS

Das Projekt "Ocean Energy Web-GIS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt.

Full scale demonstration prototype tidal stream generator (Pulse Stream 1200) - ocean energy

Das Projekt "Full scale demonstration prototype tidal stream generator (Pulse Stream 1200) - ocean energy" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IT Power durchgeführt. This proposed collaborative project aims to demonstrate an innovative tidal energy converter at full scale in UK waters where there is an abundant resource and clear incentives for early commercial development; the selected site has potential for further commercial development. The main project objective is to test a certified, high performance, tidal flow technology ready for commercial deployment. The collaborative nature of this project has allowed a very strong team of partners to be assembled that has the necessary expertise to design, build, test and optimise the full scale demonstrator. The pre-production prototype to be demonstrated uses oscillating hydrofoils; this technology is currently being tested by Pulse Tidal in a scaled marine trial in the UK. Oscillating hydrofoils have been proposed previously for exploiting tidal currents. Pulse Tidal, the holder of the IPR, has an improved technical approach and a refined strategy, which exploits the benefits of oscillating foils over wind turbine style axial flow rotors. Modelling has shown that high efficiencies can be achieved from a hydrofoil oscillating at certain frequencies. Scaled model testing by Pulse Tidal has confirmed that a phased pair of hydrofoils sweeping the same cross section of flow improves power capture efficiency to a level comparable with axial flow systems. The hydrofoil approach allows power to be captured with a wide, shallow swept area. In a given depth oscillating foil systems can be up to four times more powerful than single axial flow rotors. In reality almost all sites are too shallow for multi-megawatt axial flow rotors. By offering much larger unit capacities Pulse will have a unique strategic and economic advantage over other technologies. Pulse Tidals clear commercial focus is therefore to develop early systems specifically for tidal flows too shallow for others to compete. This will be followed by the development of larger systems for deeper water.

Numerische Simulation und Formoptimierung der Gründungsstrukturen von Meeresströmungskraftwerken unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Interaktion

Das Projekt "Numerische Simulation und Formoptimierung der Gründungsstrukturen von Meeresströmungskraftwerken unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Interaktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für methodische Grundlagen im Bauwesen, Lehrstuhl für Statik durchgeführt. Die innovative Nutzung der mechanischen Energie in Meeresströmungen soll gegenüber den konventionellen Energieträgern wettbewerbsfähig werden, indem die momentan immensen Anfangsinvestitionen deutlich reduziert werden. Zur Etablierung von Meeresströmungskraftwerken sollen die Optimierungspotenziale bei den Gründungsstrukturen genutzt werden. Bei den kostengünstigen Schwergewichtsfundamenten wird dies insbesondere durch Gewichtsreduktion erreicht. Deshalb soll mit modernsten numerischen Methoden durch gezielte Optimierung der Fundamentgeometrie der Strömungswiderstand und Anpressdruck so beeinflusst werden, dass die mechanisch erforderliche Schwergewichtslast möglichst gering bleiben kann. Nach systematischem Variantenstudium wird ein umfassendes numerisches Analysemodell erstellt, aus dem die entwurfsrelevanten Effekte und eine Hierarchie an mathematischen und numerischen Modellen abgeleitet werden. Die numerische Systemanalyse soll validiert und eine praxisorientierte Modellreduktion vorgenommen werden. Für die verschiedenen Phasen des Entwurfsprozesses werden jeweils passende Geometrieparametrisierungen evaluiert und erstellt. Die Formulierung und algorithmische Aufbereitung des mathematischen Optimierungsproblems soll gemäß dem NAND-Konzept vorgenommen werden. Die anschließende programmtechnische Umsetzung der multidisziplinären Formoptimierung soll für die verschiedenen geometrischen Modellierungen und entwurfsrelevanten Modellhierarchien geschehen. Durch umfangreiche Parameterstudien sollen Grundformen für zukünftige Entwürfe entwickelt werden. Die Erkenntnisse werden abschließend konsolidiert, dokumentiert und praxisgerecht aufbereitet.

Entwicklung einer wartungsarmen Gezeiten-Strömungsanlage

Das Projekt "Entwicklung einer wartungsarmen Gezeiten-Strömungsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Voith Hydro Ocean Current Technologies GmbH & Co.KG durchgeführt. Die zu Beginn des von der Voith Hydro Ocean Current Technologies GmbH & Co. KG (VHOCT) durchgeführten Projektes existierenden Prototypen von Gezeitenströmungsanlagen wurden systematisch untersucht und vergleichend gegenüber gestellt. Die untersuchten relevanten Wettbewerber waren Marine Current Turbines, Hammerfest Strom und Lunar Energy. Das Ergebnis dieser Recherche zum Stand der Wissenschaft und Technik zeigte, dass aus Sicht von VHOCT bis dato kein Anlagenkonzept existierte, welches die Anforderungen an eine Gezeitenströmungsanlage umfassend erfüllte. Ziel der eigenen Entwicklung war es, eine wartungsarme Anlage zu konzipieren, um kostenaufwändige Reparaturarbeiten zu minimieren. Grundprinzip war daher 'keep it simple'. Durch die Kombination bewährter Technik sowie durch die sorgfältige Entwicklung neuer Technologien entstand im Rahmen des Förderprojektes ein innovatives Anlagenkonzept. Die geringe Anzahl von Komponenten führte zu einer robusten Turbine und damit zu niedrigen Lebenszykluskosten der Anlage. Hauptmerkmale sind die symmetrischen Blätter, welche in beide Hauptströmungsrichtungen arbeiten, der direkt getriebene permanent erregte Generator, seewassergeschmierte hydrodynamische Lagerung. Der Generator benötigt kein vorgelagertes Getriebe und ermöglicht sowohl ein motorisches Hochfahren der Turbine bei Überschreitung einer mindest Tidengeschwindigkeit als auch ein Bremsen der Turbine. Die Lagerung benötigt keine Abdichtung gegenüber dem Außenmedium Seewasser, sondern nützt das Seewasser zum Aufbau eines hydrodynamischen Schmierfilms. Dadurch entfallen aufwändige Maßnahmen für Abdichtung und Peripherie wie Leckwasserpumpen. Die Maschine ist durch bewährte Schutzanstriche aus der Schifffahrt und Opferanoden gegen Korrosion und maritimen Bewuchs geschützt. Die entwickelte Gezeitenströmungsanlage kann durch einfache Maßnahmen an den jeweiligen Standort angepasst werden und bildet somit eine solide Grundlage für das zukünftige Seriengeschäft der VHOCT.

Ocean Geno WAGSA: Generatorsystem für eine wartungsarme Gezeiten-Strömungsanlage

Das Projekt "Ocean Geno WAGSA: Generatorsystem für eine wartungsarme Gezeiten-Strömungsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Loher AG durchgeführt. Im Rahmen des Förderprojekts WAGSA wurde von den Partnern Voith Hydro und Loher GmbH eine wartungsarme Gezeiten-Strömungsanlage entwickelt. Hierbei war Loher GmbH der exklusive Entwicklungspartner für das elektrische Generatorsystem, bestehend aus dem eigentlichen Generator (an die Unterwasser-Turbine angebaut), dem Umrichter (auf der Landseite stehend) und der Regelung (im Umrichter integriert). Die Aufgabenstellung war die Konzeption, Entwicklung, Bau und Test dieses Systems entsprechend den Anforderungen von Voith, die in der Spezifikation dokumentiert wurden. Besonderer Schwerpunkt waren dabei die Grundkonzeption der Anlage, nach der alle wartungsanfälligen und komplexen Komponenten an Land stehen sollen, während die Unterwasserkomponenten für einen 15-jährigen Betrieb ohne jede präventive Wartung auszulegen sind. Diese Grundkonzeption gilt natürlich auch und besonders für den Generator, der hierfür als getriebelose, wassergeflutete Maschine mit einer innovativen statischen Dichtung ausgeführt wurde. Das Projekt wurde abgeschlossen mit diversen Tests sowie der Installation einer Demonstrator-Turbine vor Korea und ersten Konzept-Ideen für das Upscaling auf 1MW Größe.

Energetische Nutzung von Meeresströmungen mit Doppelrotorturbinen der Megawattklasse (SEAGEN)

Das Projekt "Energetische Nutzung von Meeresströmungen mit Doppelrotorturbinen der Megawattklasse (SEAGEN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. 1. Ziel des Vorhabens ist die Unterstützung der energetischen Nutzung von Meeresströmungen. Besonders der Einsatz von Doppelrotorturbinen erfordert grundlegende Untersuchungen im Bereich der Regelung und Betriebsführung solcher Anlagen. Dabei ist das komplexe Wechselspiel zwischen der speziellen Anlagentechnik (Blattverstellantriebe, Getriebe, Generator-Umrichter-System) und dem dynamischen Verhalten der kompletten Struktur unbedingt zu berücksichtigen. Besonders die Interaktion der beiden Rotoren muss dabei sehr genau verstanden werden. Erfahrungen aus dem Betrieb der Seaflow-Meeresströmungsturbine und aus der Technik großer Windkraftanlagen werden dabei äußerst hilfreich sein. Ein Funktionsmuster für Triebstrang und Blattverstellantrieb mit Regelung und Betriebsführung soll in einer Megawattanlage getestet werden. 2. Ein Funktionsmuster der Blattverstellantriebe und des Triebstrangs für eine Meeresströmungsturbine mit Doppelrotor einschließlich Regelung und Betriebsführung werden entwickelt und getestet. 3. Die Projektergebnisse werden in geeigneter Weise publiziert und der Fachwelt zur Verfügung gestellt.

Hochdämmende Steinwolle in Aerogel Matrix(HIPIRRAM)

Das Projekt "Hochdämmende Steinwolle in Aerogel Matrix(HIPIRRAM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt durchgeführt. Monolithische Aerogele mit Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 12 - 20 mW/(m*K) haben ein grosses Potenzial als Hochleistungsdämmstoff, sind aber nicht in Form eines eigenstabilen, bearbeitbaren Dämmmaterials einsetzbar. Eine Kombination von guten strukturellen und wärmetechnischen Eigenschaften soll durch die Armierung mit mineralischen Fasern erreicht werden. Erste Versuche zeigen, dass modifizierte Sol-Gel-Prozesse zur Herstellung von Aerogelen in einer Steinwollefaserstruktur möglich sind. Ziel ist die Entwicklung eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens für faserarmierte Aerogele und entsprechende Produkte für den Baubereich.

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