12/08/2011 - Von Fischbänken inspirierte Turbinen

Menéame

Die Windparks der Zukunft könnten dank der Kardinäle oder Fischbänke sehr unterschiedlich aussehen. Ingenieure in Kalifornien inspirierten sich von der kollektiven Bewegung dieser Meeresadhäsionen, um Turbinen zu entwerfen, die die Turbulenzen wesentlich effizienter nutzen.

Die traditionellen Windmühlen mit ihren großen rotierenden Propellern müssen abgesondert werden, um Turbulenzen aus anderen Turbinen zu vermeiden. Dadurch wird die Produktivität der Windparks auf etwa zwei Watt pro Quadratmeter begrenzt. Das neue Design hingegen erreicht zehnmal mehr Effizienz.

Gemäß einer Studie, die im Journal of Renewable and Sustainable Energy veröffentlicht wurde, werden die neuen Turbinen in der kalifornischen Wüste getestet.

Optimale Matrix

Der Modellpark verwendet Turbinen mit vertikalen Achsen, die Turbulenzen aus mehreren Richtungen nutzen. Der große Fortschritt ist nach der Studie, dass die neuen Turbinen in einer Matrix auf der Grundlage der Fluiddynamik von Fischbänken eingesetzt werden.

"Die Organisation des Standorts der Turbinen nach den Eckpunkten der Fischbewegung ist definitiv ein innovativer Ansatz," sagte der Luftfahrtingenieur Robert Whittlesey vom Institut für Technologie in Kalifornien (Caltech).

"Die Fische werden so ausgerichtet, dass sie ihren Antrieb optimieren," versichert Whittlesey im Studio, und dies kann an die Matrix eines Windparks angepasst werden.

Das neue Design platziert Paare von Turbinen, die sich in die entgegengesetzte Richtung drehen, indem sie die Luftströme in nahe gelegene Turbinen kanalisieren und den Energieverlust durch Turbulenzen minimieren.

John Dabiri, ein anderer Verfasser des Studios, sagte: "Obwohl die Verbindung zwischen Windparks und Fischbänken seltsam erscheinen mag, ist dies aus der Sicht der Fluidphysik eigentlich logisch."

Verhöre

Das neue Design hat auch andere Vorteile. Turbinen sind nur 10 Meter hoch, deutlich niedriger als die traditionellen Mühlen, und deshalb haben sie nicht nur weniger Auswirkungen auf die Landschaft, sondern sind weniger schädlich für Vögel und Fledermäuse.

Die große Frage ist nun, ob das Design in einem großen Park funktionieren wird.

"Es ist eine interessante Idee, aber sie wurde noch nicht vollständig getestet," sagte BBC John Loughhead vom britischen Energieforschungszentrum.

"Außerdem müssen Turbinen mit vertikalen Achsen großen Stress ausgesetzt sein. Es ist schwierig, eine Turbine so leicht zu bauen, dass sie leicht und gleichzeitig steif genug ist, um starke Vibrationen zu unterstützen."

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