Lena Kitzing bringt Ihnen die finanziellen Aspekte während der gesamten Lebensdauer einer Windkraftanlage bei. Wenn Sie das Modul abgeschlossen haben, werden Sie in der Lage sein, einfache Berechnungen zur Beurteilung von Windparkprojekten und zur Berechnung der Kosten für Energie aus Wind durchzuführen.

Jake Badger wird Ihnen erklären, warum es wichtig ist, die Windverhältnisse zu beurteilen und wie Merkmale in der Landschaft die Windverhältnisse auf verschiedenen Ebenen beeinflussen. Sie werden den Global Wind Atlas kennenlernen und erfahren, wie er zur Identifizierung von Strömungseffekten und zur Erkundung von Windklimata und -ressourcen verwendet werden kann. Die Validierung des Windatlasses und der Download von Daten werden ebenfalls vorgestellt

Die Optimierung des Windparkdesigns ist ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung des gesamten Windparkprojekts. Die Entwickler müssen entscheiden, welche Turbinen eingesetzt werden sollen, wo sie platziert werden sollen und wie der Rest des Systems (Balance of System, einschließlich des elektrischen Sammelsystems, der Turbinenfundamente und mehr) gestaltet werden soll. Dieses Modul führt in die Systemtechnik für Windenergieanwendungen ein, bei der ganzheitliche Optimierungsmethoden eingesetzt werden, um Windparks mit der bestmöglichen Leistung zu den geringstmöglichen Kosten zu entwerfen - mit anderen Worten, um niedrige Energiekosten zu erzielen.

Gregor Giebel gibt einen Überblick über Windstromprognosen, insbesondere über die Motivation, den typischen Datenfluss, einige Fehlerquellen und einige spezialisierte Modelle für andere Zwecke als den Day-Ahead-Handel mit Massenstrom. Die Vorhersage der Windenergie (und in ähnlicher Weise auch der Solarenergie) in einem System mit einem Anteil von 30 % oder mehr an erneuerbaren Energien ist von größter Bedeutung und wird seit 30 Jahren operativ eingesetzt. Die Unsicherheit der Wettervorhersage kann mit Hilfe von Ensembles quantifiziert werden, und die Fehlerquellen hängen von der Art der Vorhersage ab. Gregor Giebel gibt im zweiten Video einen Überblick über die typischen Nutzer von Vorhersagen, über die Möglichkeiten zur Bewertung von Vorhersagen, die stark vom Anwendungsfall abhängen (und abhängen sollten), und stellt die IEA Wind Recommended Practice for the Implementation of Renewable Energy Forecasting Solutions vor, die auch im Test verwendet wird

Mike Courtney erklärt, wie und warum wir Windmessungen in der Windenergie durchführen, einschließlich der wichtigsten Parameter, die gemessen werden müssen, sowie der verschiedenen Instrumente und deren Technologien und Funktionen.

Mikael Sjöholm nimmt Sie mit auf eine Tour durch die Technologielandschaft der Fernerkundung für Windenergie und beginnt in Teil 1 mit den Grundlagen der Fernerkundung einer Windkomponente mit Radar, Lidar und Sodar. Anschließend beschreibt er die Unterschiede zwischen gepulsten und kontinuierlichen Wellengeräten, bevor er in Teil 2 zu den Grundprinzipien der Fernerkundung mehrerer Windkomponenten gelangt und einige Anwendungsfälle für die Fernerkundung im Bereich der Windenergie vorstellt.

Kenneth Thomsen: Warum und wie misst man die Lasten von Windturbinen? Sehen Sie sich das Video an und lernen Sie die Hintergründe und Methoden kennen!

In diesem Vortrag stellt Prof. Jens N. Sørensen eine Herleitung der Betz-Grenze vor, die die theoretische Obergrenze für die Energieerzeugung einer Windkraftanlage mit horizontaler Achse darstellt. Die Herleitung basiert auf der 1D-Impulstheorie und zeigt, dass nicht mehr als 59,3% der im Wind verfügbaren Leistung im Rotor einer Windturbine genutzt werden können.

In Teil-1 des Videos leitet Mac Gaunaa Modelle für die ideale Energieerzeugung von einfachen widerstands- und auftriebsgetriebenen Geräten zur Windenergiegewinnung aus der Analyse erster Prinzipien ab. Diese Modelle zeigen die wichtigsten Merkmale der beiden verschiedenen Arten der Energiegewinnung aus Wind und werden verwendet, um zu zeigen, welche Parameter die Leistung beeinflussen und welche Art von Geräten das größte Energieerzeugungspotenzial pro Gerätefläche hat. In Teil-2 des Videos verwendet Mac Gaunaa dieselben Schlüsselelemente, um das Funktionsprinzip von vier verschiedenen Windkraftanlagen zu erläutern: (1) Windturbine mit horizontaler Achse, (2) Windturbine mit vertikaler Achse, (3) Schleppturbine mit vertikaler Achse, (4) Seitenwinddrachen der Bodengeneration.

Lars P. Mikkelsen demonstriert im ersten Teil des Vortrags über Verbundwerkstoffe für die Windenergie, wie Verbundwerkstoffe in Rotorblättern von Windkraftanlagen eingesetzt werden. Es werden nicht gekrümmte Glasfaserverbundwerkstoffe und pultrudierte Kohlefaserverbundwerkstoffe vorgestellt und es wird gezeigt, welche Belastungen in einem Turbinenblatt vorherrschen. Im zweiten Teil des Vortrags über Verbundwerkstoffe für die Windenergie wird gezeigt, wie man die Steifigkeit eines Verbundwerkstoffs aus den Eigenschaften der Bestandteile (Fasern und Matrix) vorhersagen kann. Dabei wird ein großer Unterschied zwischen der Materialsteifigkeit in Faserrichtung und quer zur Faserrichtung demonstriert. Im dritten und letzten Teil der Vorlesung über Verbundwerkstoffe für die Windenergie wird ein Verfahren zur Prüfung und Vorhersage der Lebensdauer von Verbundwerkstoffen vorgestellt. Damit lässt sich vorhersagen, wie viele Belastungszyklen ein Verbundwerkstoff voraussichtlich überleben wird, wenn er mit einem bestimmten Belastungsniveau belastet wird oder welches Belastungsniveau umgekehrt werden darf, wenn eine bestimmte Anzahl von Belastungszyklen erforderlich ist.

Martin Alexander Eder wird in Teil 1 das Phänomen der Ermüdung behandeln. Hochzyklische Ermüdung ist bis heute eine der häufigsten Ursachen für strukturelles Versagen in Windkraftanlagen, die während ihrer Lebensdauer Milliarden von Lastzyklen aushalten müssen. Begleiten Sie mich in diesem Video, um mehr über das faszinierende Phänomen der Ermüdung bei Materialien für Windkraftanlagen zu erfahren. Lassen Sie uns einen Ausflug in die Nanostruktur verschiedener Materialien machen, um zu sehen, wo die Ermüdung ihren Ursprung hat und wie sie sich entwickelt, indem wir über die charakteristischen Längenskalen von Mikro bis Makro hinauszoomen. Dieses Video gibt einen Überblick über das grundlegende Innenleben des Phänomens der hochzyklischen Ermüdung und die Unterschiede, die bei metallischen Werkstoffen wie Stahl und Faser-Polymer-Verbundwerkstoffen beobachtet werden, die beide in modernen Windkraftanlagen prominent vertreten sind. Die in diesem Video gemachten Beobachtungen sind das Sprungbrett für das Verständnis des Prozesses der Ermüdungslebensvorhersage, der im zweiten Video - Ermüdungslebensvorhersage - vorgestellt wird. In Teil 2 lehrt er die Vorhersage der Ermüdungslebensdauer. Es wird empfohlen, sich das erste Video anzusehen, bevor Sie sich mit der Vorhersage der Ermüdungslebensdauer beschäftigen, um die Beobachtungen mit der Anwendung zu verbinden. In diesem Video nehmen wir die zuvor gemachten Beobachtungen und lernen, wie man sie anwendet, um aussagekräftige quantitative Vorhersagen über die Ermüdungslebensdauer von Stählen und Faser-Polymer-Verbundwerkstoffen zu machen. Der Schwerpunkt dieses Videos liegt auf dem uniaxialen SN-Ansatz als der in der Industrie am besten etablierten Methode. Es werden die experimentellen Verfahren zur Erstellung von SN-Kurven beleuchtet und wie diese zur Erstellung von Diagrammen zur konstanten Lebensdauer verwendet werden.

Xiao Chen stellt die strukturelle Prüfung von Rotorblättern und ihren Unterkomponenten mit Hilfe modernster experimenteller Methoden, einschließlich Messungen und Inspektionen, vor. Darüber hinaus werden in dieser Vorlesung fortschrittliche Finite-Elemente-Modelle zur Vorhersage von Strukturversagen und Schäden vorgestellt, wobei sowohl die Genauigkeit als auch die Effizienz der Simulation hervorgehoben werden.

Phillip Haselbach: Die Vorlesung soll Sie in den Entwurf und die Herstellung von Windturbinenblattstrukturen einführen. In der Vorlesung Blade Design and Manufacturing lernen Sie, wie ein typischer Entwurfsprozess für eine Windturbinenblattstruktur aussieht. Während der Vorlesung wird der iterative Designprozess von der Idee bis zum Endprodukt demonstriert. Darüber hinaus konzentriert sich die Vorlesung auf den Herstellungsprozess, bei dem die verschiedenen Schritte von der Konstruktion der Formen über das Layup, den Vakuuminfusionsprozess und die Aushärtung bis hin zur Endmontage eines Windturbinenblatts erläutert werden.

Cathy Suo gibt eine Einführung in die VSC-Technologie (Voltage Source Converter) von HVDC (Hochspannungs-Gleichstrom) und deren Anwendung in der Offshore-Windenergie

Hjörtur Jóhannsson spricht in der ersten Vorlesung über die Frequenz in elektrischen Energiesystemen und wie sie gesteuert wird. Dabei werden folgende Fragen beantwortet: i) Wodurch ändert sich die Netzfrequenz? Ii) wie wird eine stabile Frequenz gewährleistet? Iii) wie wirken sich Schwankungen der Wirkleistung auf die Systemfrequenz aus? In der zweiten Vorlesung erklärt er, wie sich kurzfristige Schwankungen der Windgeschwindigkeit auf die Frequenz des Stromsystems auswirken. Dabei wird erläutert, welche Rolle die Trägheit der einzelnen Windenergieanlagen (WEA) bei der Verringerung der Auswirkungen von Windschwankungen spielt, und es wird erklärt, wie sich zahlreiche WEA in einem Windpark auf die Verringerung der Auswirkungen von Windschwankungen auf die Wirkleistung des Windparks auswirken