Die mittlere Windleistungsdichte ist ein meteorologischer Parameter, der sich aus den an einem Standort auftretenden Windgeschwindigkeiten in der entsprechenden Häufigkeit und der Luftdichte berechnet. In Bezug auf Windenergieanlagen ist sie ein Maß dafür, wie viel Leistung der Wind beim Durchströmen des Rotors pro Rotorkreisfläche an einem Standort im Mittel für die Nutzung durch Windenergieanlagen bereitstellt. Bei der mittleren Windleistungsdichte bleibt unberücksichtigt, dass sich die Leistungsabgabe einer Windenergieanlage oberhalb der Windgeschwindigkeit, bei der die Anlage ihre Nennleistung erreicht, dem sog. Nennwind, aus technischen Gründen nicht mehr weiter erhöht. Um diesen Aspekt zu berücksichtigen, wird bei dem Parameter der mittleren gekappten Windleistungsdichte zusätzlich der Kappungswert der Windgeschwindigkeit von 15 m/s festgelegt. Windgeschwindigkeiten oberhalb des Kappungswertes werden in der Berechnung mit dem Kappungswert angesetzt.
Die mittlere Windleistungsdichte ist ein meteorologischer Parameter, der sich aus den an einem Standort auftretenden Windgeschwindigkeiten in der entsprechenden Häufigkeit und der Luftdichte berechnet. In Bezug auf Windenergieanlagen ist sie ein Maß dafür, wie viel Leistung der Wind beim Durchströmen des Rotors pro Rotorkreisfläche an einem Standort im Mittel für die Nutzung durch Windenergieanlagen bereitstellt.
Für die Flächenausweisung für die Windenergie existieren in der Praxis zwei unterschiedliche Ansätze: entweder hat nur der Turm innerhalb der Fläche zu stehen („Rotor-out“) oder auch die Rotoren müssen innerhalb der ausgewiesenen Fläche sein („Rotor-in“). Die Analyse zeigt, dass eine Rotor-in-Planung die Verfügbarkeit von Flächen stark einschränkt. Betrachtet wurden aktuelle Flächen der Regional- und Bauleitplanung mit einer Gesamtfläche von ca. 2.850 km². Bei einem Rotordurchmesser von 165 m verbleiben von der Fläche ca. 60 %. Die auf den Flächen installierbare Leistung reduziert sich um ca. 25 %. Der Effekt variiert in Abhängigkeit von Flächengröße, Flächenform und Rotordurchmesser. Veröffentlicht in Climate Change | 41/2022.
Bebauungsplaene und Umringe der Gemeinde Wallerfangen (Saarland), Ortsteil Wallerfangen:Bebauungsplan "Rother Hügel" der Gemeinde Wallerfangen, Ortsteil Wallerfangen
Der Basstölpel ist Seevogel des Jahres 2016. Das teilte am 30. Oktober 2015 der Verein Jordsand zum Schutz der Seevögel und der Natur in Ahrensburg bei Hamburg mit. Der größte Seevogel an der deutschen Küste brütet mit 684 Paaren nur auf Helgoland. Der Basstölpel, wissenschaftlicher Name Morus bassanus, hatte sich erst 1991 auf Helgoland angesiedelt. Der Gesamtbestand auf Inseln im Nordatlantik wird auf 950.000 bis 1,2 Millionen geschätzt. Davon brüten etwa 80 Prozent in Europa, der Rest an Kanadas Ostküste. Die größten Kolonien, in denen die Vögel oft nur im Meterabstand nisten, beherbergt Großbritannien. Sie sind erst mit 5 Jahren brutreif und können 37 Jahre alt werden. Spektakulär sind die bis zu 100 Stundenkilometer schnellen Sturzflüge aus 10 bis 40 Metern Höhe nach Beute. Das sind vor allem Sandaale, Heringe und Makrelen. Der Basstölpel leidet besonders unter der Vermüllung der Nordsee mit Plastik. Vor allem Reste von Fischernetzen sind eine Gefahr. Außerdem können die Vögel in den Meeres-Windparks in die Rotoren fliegen und bisherige Nahrungsgründe verlieren.
Bei der Flächenausweisung für die Windenergie an Land gibt es in der Praxis zwei unterschiedliche Planungsansätze für die Platzierung von Windenergieanlagen an den Grenzen der ausgewiesenen Flächen. Grundsätzlich wird unterschieden, ob auf den Flächen nur die Türme der Windenergieanlagen unterzubringen sind und der Rotor über die Grenze der Fläche hinausragen darf ("Rotor-out") oder ob auch die Rotoren vollständig innerhalb der ausgewiesenen Fläche Platz finden müssen ("Rotor-in"). Die Untersuchung zeigt, dass eine Rotor-in-Planung die Verfügbarkeit einer Flächenkulisse stark einschränkt. Betrachtet wurden aktuelle Flächen der Regional- und Bauleitplanung aller Bundesländer mit einer Gesamtfläche von ca. 2.850 km2. Bei einem Rotordurchmesser von 165 m verbleiben von der Fläche etwa 60 %. Die nicht verfügbare Fläche liegt somit bei etwa 40 %. Die auf den Flächen installierbare Leistung reduziert sich um etwa 25 %. Der Effekt variiert in Abhängigkeit von Flächengröße, Flächenform und Rotordurchmesser, ist jedoch immer stark ausgeprägt. Bei kleinen Flächen wirkt sich die Umrechnung von Rotor-in zu Rotor-out deutlich stärker auf die verbleibende Fläche aus als bei großen Flächen. Die installierbare Leistung nimmt mit steigendem Rotordurchmesser - bei gleichbleibender spezifischer Flächenleistung und entsprechend steigender Generatorleistung - zu. Die steigende Flächeneffizienz überwiegt hierbei den Einfluss der leicht geringeren verbleibenden Fläche. Bei der Anrechnung von ausgewiesenen Flächen auf die geplanten Flächenziele muss der Gesetzgeber zwingend zwischen Flächen mit Rotor-in- und Flächen mit Rotor-out-Planung unterscheiden. Er muss zum Monitoring der Zielerreichung ein klares Vorgehen zur Ermittlung entsprechender Abschläge bei einer Rotor-in-Planung in den vorgesehenen gesetzlichen Regelungen verankern. Wird ein Flächenziel als Rotor-out-Ziel definiert, sollte eine Umrechnung der ausgewiesenen Rotor-in-Flächenkulisse die Flächengröße berücksichtigen. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Windtec 1200 kW-cost/light-weight wind turbine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windtest Kaiser-Wilhelm-Koog durchgeführt. General Information/Objectives: The objective of the project is to develop a 3-bladed, 1.2 MW, variable speed, pitch controlled wind turbine, with (a) reduced tower head mass, (b) optimized energy yield for low wind speed regimes, and (c) improved logistics with strong emphasis on the erection of the turbine without crane. The combination of all these improvements are expected to lead to reduced costs of power production, whereby the goal is to produce electrical power for 0.038 ECU/kWh in a wind regime of 8 m/s at a hub height of 60 m. Technical Approach Above objectives are achieved by developing various new components as: (1) Improved variable speed power electrics on the basis of a doubly fed induction generator. (2) Integrated drive train design with the main target of reducing weight and costs. (3) Light weight rotor blade design, utilizing carbon fibre technology. (4) Optimized slip-form concrete tower designed to reduce costs and to improve the dynamics of the complete system. (5) Modular nacelle design including an on-board erectable crane system, which allows the nacelle and the rotor to be installed without an external mobile crane. After the engineering phase a prototype will be manufactured and installed in the eastern part of Austria. Loads and performance measurements will be performed and reported under the Scientific Measurement and Evaluation Programme (SMEP), which was developed for the WEGA-II machines. The analysis of the measurements will be the basis for (a) the validation of the design and the performance of the wind turbine, and (b) further improvements of the design. Expected Achievements and Exploitation The expected outputs of the project are: (1) Validation of software programs by comparing dynamic simulations with measurements. (2) Development of a variable speed power electrics system, which is highly efficient and at the same time very cost effective. (3) Development of a light weight rotor blade with high aerodynamic efficiency. (4) Improvement of the logistics for the installation of a MW-class wind turbine. The combination of all these features should lead to a wind turbine with substantially improved economics by guaranteeing excellent power quality. Prime Contractor: Windtec Anlagenerrichtung- und Consulting GmbH; Völkermarkt; Austria.
Das Projekt "Clean Sky Green Rotorcraft (Clean Sky GRC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Helicopters Deutschland GmbH durchgeführt. Background: The use of helicopters has been concentrated until now on activities such as medical evacuation, rescue, civil protection, aerial work and law enforcement and such operations are expected to grow sharply in the near future. In addition, the rotorcraft traffic for passenger transport representing today only a marginal activity is expected to develop rapidly (2 to 3 fold increase in 2015-20 period). For example, helicopter shuttle operations from city heliports to airports, or even between cities without airports or connecting islands to mainland with limited ground infrastructure. In the meantime, thanks to their capability to operate independently from runways and higher speed compared to helicopters, tilt rotors are expected to play a key role as complement of turboprop airplanes feeding major airports with passengers starting from secondary ones. As a consequence of such traffic growth, the rotorcraft contribution to environmental impact, negligible today, would become more significant in next decade unless a major initiative succeeds in keeping it under control. The Green Rotorcraft ITD, a component of the Clean Sky initiative, together with other already launched technology programmes at European or national levels responds to the challenge of halving the specific impact of any rotorcraft operation on the environment. It should be noted that the results of some of those European programme launched in the 6th Framework Programme (FP6) will be raised to a higher maturity level within Clean Sky. Environmental Objectives: The Green RotorCraft ITD (GRC-ITD) gathers and structures all activities concerned specifically with the integration of technologies and demonstration on rotorcraft platforms (helicopters, tilt-rotor aircraft) which can not be performed in platform-generic ITDs. In line with the ACARE environmental objectives for 2020 (SRA2 addendum 2008) and the general Clean Sky objectives, the GRC top-level objectives are to: - reduce CO2 emission by 25 to 40% per mission (for rotorcraft powered respectively by turboshaft or diesel engines); - reduce the noise perceived on ground by 10 EPNdB or halving the noise footprint area by 50%; - ensure full compliance with the REACH directive which protects human health and environment from harmful chemical substances. The status of the global helicopter fleet in the year 2000 constitutes the baseline against which achievements will be assessed. Progress toward these goals will result not only from GRC internal activities but also from the collaboration with the relevant cross-cutting activities in SAGE (turboshaft engine), SGO (electrical systems), and ED (ecodesign). Rough orders of magnitude of gains expected from individual components along with the rationale for their combination in overall environmental benefits are shown in the diagram. Beside the direct effects, particular attention is devoted to weight changes which impact dramatically both fuel consumption and noise emission.
Das Projekt "Teilvorhaben: AP1.1b, AP 1.2c und AP 3.1b" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik durchgeführt. Vorhabenbeschreibung AP 1.1b: Die heutige Vorgehensweise der industriellen aerodynamischen und strukturmechanischen Turbomaschinen Schaufel-Auslegung ist disziplinär und sequenziell organisiert. Im Rahmen des Vorhabens soll dies durch interdisziplinäre Prozessketten und automatisierte Optimierungsstrategien abgelöst werden. Durch eine zielgerichtete Nutzung von Methoden aus dem Bereich Maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (KI) werden datengetriebene Modelle für die physikalisch umfassende digitale Modellierung bereitgestellt. Vorhabenbeschreibung AP 1.2: Mit dem Harmonic-Balance-Verfahren steht dem DLR ein hochwertiges Frequenzbereichsverfahren für instationäre Strömungssimulationen zur Verfügung, das deutlich effizienter als konventionelle, instationäre Zeitbereichsverfahren (URANS) bei akzeptablem Genauigkeitsverlust ist. Aufgrund sekundärer, instationärer Effekte, deren physikalische Frequenzen nicht Teil des aufgelösten Spektrums sind, konvergieren bis zu einem Drittel der Flatter-Simulationen mit Harmonic Balance nicht. Auslöser sind gerade in den aeroelastischen Bewertungspunkten auftretende strömungsinduzierte Effekte wie Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkungen und offene Ablösungen. Vorhabenbeschreibung AP3.1: Das Arbeitspaket teilt sich in zwei Bereiche auf, die jeweils der Untersuchung des entstehenden Wärmeeintrags und des Verschleißes, ausgelöst durch Anstreifen zwischen Bürstendichtung und Rotor, gewidmet sind. Es wird ein Modell zur Beschreibung des Verschleißes erstellt und mit den am DLR erhobenen Versuchsdaten verbessert und validiert. Der beim Anstreifen entstehende Wärmeeintrag wird bestimmt. Die Erkenntnisse sind für die Ertüchtigung der Bürstendichtung als Inner Air Seal essentiell, um den Verschleiß im Betrieb sowie Wärmeeintrag in den Rotor beschreiben zu können.
Die Windpark Bedburg A44n GmbH & Co. KG, Gildehofstraße 1, 45127 Essen, hat beim Landrat des Rhein-Erft-Kreises gemäß § 4 BImSchG den Antrag auf Errichtung und Betrieb von 5 Windenergieanlagen in einer Konzentrationszone der Stadt Bedburg, Gemarkung Königshoven (Flur 3, 4, 5 und 15) gestellt. Die wichtigsten Anlagendaten lauten: Anlagentyp: Nordex N149/5.7 TCS 164 Nabenhöhe: 164 m Dreiflügeliger Rotor Rotordurchmesser: 149,1 m Gesamthöhe der Anlage: 238,9 m Nennleistung: 5,7 MW Sofern die Genehmigung erteilt wird, ist die Inbetriebnahme der Anlagen ist für das 3.-4. Quartal 2021 vorgesehen. Es wurde ein UVP-Bericht vorgelegt.
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