Auf allen Kanälen:


Neues aus unserer


Forschung!


© Dagmar Heene / WWF
Wo Monsterwindräder auf kleinstem Raum wohnen


von SophiesWelt0815
22.11.2015
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24 P

Um zu verstehen, was sich hinter diesem Titel verbirgt, bedarf es doch einigen Vorwissens.


Um das für unsere Erde, wie sie jetzt besteht, überlebenswichtige 2°Limit einhalten zu können, müssen weltweit die Treibhausgasemissionen drastisch reduziert werden, in Deutschland allein um 95%.
Den größten Anteil an CO2 Erzeugung und damit auch den größten Sprung zu machen, hat der Bereich Energieerzeugung mit 40%. Um diese Schritt bewältigen zu können, muss bis 2050 die Energiegewinnung zu 100% erneuerbar sein. Daran soll Windenergie ganze 60% Anteil haben!


„Doch wie soll das bitte gehen? In Deutschland gibt es doch nur am Meer Wind und überhaupt- also ich persönlich möchte ja keines von diesen Windrädern vor meinem Haus!“


Mit diesem Problem der Knappheit der möglichen Standorte für Windenergieanlagen in Deutschland, sowohl aufgrund stagnierender gesellschaftlicher Akzeptanz, als auch aufgrund der sehr begrenzten Anzahl effizienter Standorte, haben wir, die Gruppe Energie uns die vergangenen Blöcke des 2°Campus beschäftigt.


Wir sind der Meinung, dass noch mehr Windenergie in Deutschland geht- wenn man den Platz nutzt! Daraus hat sich unsere Forschungsfrage ergeben:


„Wie ist es möglich ein komplexes Windenergiegewinnungssystem bestehend aus einzelnen Rotorelementen flächeneffizient zu planen und zu konstruieren?“


Wie es auch unser Vorhaben nach dem 1. Block war, begann unsere Forschungsarbeit bereits vor dem 2. Block mit Recherche zu grundlegenden Themen der Windegergie, wobei wir uns auf Onshore- Anlagen (also auf dem Land) konzentriert haben.
Zusätzlich arbeiteten wir uns bereits in ein 3D-Druckerprogramm ein und konstruierten so jeweils ein konventionelles und ein „Monsterwindrad“, bestehend aus mehreren Rotoren .
Zurück in der Gruppe und in Münster bei unserer Mentorin Pia Bäune begann dann die praktische Arbeit.
In den 5 Tagen Forschungszeitraum führten wir im Schülerlabor MexLab an der Westfälischen Wilhelms-Universität verschiedene Experimente zu Grundlagen der Luftverwirbelungen in unserem selbstgebauten Windkanal durch, aber begannen auch mit der exakten Konstruktion unseres Windradkomplexes, bestehend aus drei Rotoren.


Um einen tieferen Einblick in den Bereich der Errichtung von Windenergieanlagen und deren Planung zu erhalten, besuchten wir mit den Stadtwerken Osnabrück zwei repowerte Anlagen, also verbesserte Windräder an genau denselben Standorten.


Durch Messung der Spannungsdifferenz zweier Modellrotoren, je nachdem in welchem Abstand sie hinter- und nebeneinander positioniert waren, erhielten wir zunächst keine Bestätigung der allgemein angewandten „Faustregel“: 3 Rotorlängen Abstand seien zwischen den Windenergieanlagen notwendig, um keine Abnahme der Effizienz verzeichnen zu müssen. Bei unseren Messungen ist lediglich ein Abstand von ca. 2 Rotorlängen herausgekommen. Dies zeigt, dass die Modellmessungen nicht unbedingt linear übertragbar sind. Allerdings beobachteten wir auch, dass die gegenseitige Beeinflussung der Rotoren seitlich, also nebeneinander schon ab einer 1,25 fachen Rotorlänge kaum mehr messbar war.

Auf diesen Erkenntnissen basierend konstruierten wir das endgültige Modell unseres Windenergiesystems mit drei Rotoren, das durch die einzige Drehbarkeit am Fundament wesentlich weniger Fläche benötigt, als drei konventionelle Windenergieanlagen.


Wie hier deutlich zu sehen, ist dadurch, dass die drei Rotoren ausschließlich in eine Richtung zeigend am Turm verankert sind und sich somit nie gegenseitig beeinflussen können, mindestens 45% Flächeneffizienz möglich.


Aus unseren Ergebnissen schließen wir, dass durch flächeneffizientere Nutzung noch ein großer Ausbau der Windenergie in Deutschland möglich ist.


Nach unseren groben Schätzungen müssten nur 0,05% aller in Deutschland bestehenden Windenergieanlagen durch unser Modell mit drei Rotoren ersetzt, also repowert werden, um das bereits genannte Ziel von 60% Windenergie zu erreichen.
In Zahlen wären das ausgehend vom aktuellen Bestand nur 1210 Anlagen bei einem ungefähren Preis von mindestens 40 Mrd. Euro.


Die Dokumentation und Ergebnisse unserer Forschung kannst Du Dir gerne auch als PDF Präsentation unter diesem Link ansehen. Dort findest Du auch die spannenden Ergebnisse aller bisherigen Forschungsgruppen des 2°Campus, z.B. die diesjährige „Gebäudegruppe“, die sich auch mit „Wohnen“ auf kleinstem Raum, beschäftigt hat.


http://www.wwf-jugend.de/durchstarten/2-grad-campus/ergebnisse/


Hast Du etwa auch Spaß am Forschen und der Erweiterung Deines Horizonts?


Liegt Dir auch das Wohl unserer Welt mit all ihren einzigartigen Lebensformen und Faszinationen am Herzen?


Kannst Du Dir vorstellen mit lauter coolen Leuten, die genauso denken wie Du, und mit Unterstützung an riesigen Universitäten zu Deinem Beitrag zur Weltrettung zu forschen?


Dann bewirb Dich noch bis zum 15. Dezember genau hier:

 

https://www.wwf-jugend.de/durchstarten/2-grad-campus/bewerben/


Wir haben beim 2°Campus erlebt, wie viel Spaß, Motivation und neue Freunde Forschen zum Klimaschutz bringen kann und wir können es jedem nur empfehlen, diese Erfahrung auch zu machen!
Du wirst es garantiert nicht bereuen!

 

Titelbild: Sophie Geier; restliche Bilder: Arnold Morascher/WWF

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Kommentare (5)
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15.12.2015
SophiesWelt0815 hat geschrieben:
@ Nadine S

Vielen Dank erst mal :)
Ja an solchen Windenergieanlagen haben wir uns auch grob orientiert.
Die Unterschiede zu unserem Modell sind ja vor allem die versetzte Anordnung und im Fall unseres Gedankenspiels, dass wir mit den momentan leistungsstärksten Rotoren gerechnet haben... das ganze also ein bisschen größer wäre :)
26.11.2015
NadineS hat geschrieben:
So ein ähnliches Projekt wird ja auch gerade schon umgesetzt, oder?
http://www.wepfer-technics.ch/windturbine_neue-windturbine.php

Finde toll was ihr da so auf die Beine stellt!
23.11.2015
Buchenblatt hat geschrieben:
Hi Sophie, Hi Finn,
schöner Artikel mit einem süßen Titelbild.
Ich kann euch nur zustimmen, die Bewerbung für den 2°Campus hat sich auf jeden Fall gelohnt. Ich kann auch nur jeden empfehlen, die Chance jetzt noch zu ergreifen, sich zu bewerben.
LG,
Johanna
23.11.2015
Ivonne hat geschrieben:
Liebe Sophie und Finn, toller Artikel! Vielen Dank, ich sehe sehr, sehr gern zurück auf den diesjährigen Jahrgang! :-)
LG, Ivonne
22.11.2015
Sunlight hat geschrieben:
Vielen Dank für den schönen Artikel und Eure spannenden Ergebnisse!
Echt super, wie Ihr unsere Arbeit aus den letzten Jahren fortführt ;)
Ich kann mich Euch beiden nur anschließen, die Bewerbung beim 2°Campus ist echt eine unglaublich tolle Chance und diese tolle Erfahrung prägt einen auch ganz schön für die Zukunft! :)
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