Informationen zur NREL-Anlage erweitert beschrieben

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2015-06-22 01:48:12 +02:00
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@@ -62,6 +62,11 @@ Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{0,\!477465}{\%} \\
\ac{NREL} richtet sich bei den Rotorblätter an das DOWEC"=Konzeptmodell.
Somit versteht sich der in der Tabelle~\ref{tab:NRELRotor} angegebene Skalierungsfaktor darauf, die aus dem DOWEC"=Konzeptmodell übernommene Massenverteilung auf die Gesamtmasse der Rotorblätter von der REpower\,5M Muster"=\ac{WEA} zu skalieren.
\ac{NREL} listet ebenfalls in Abhängigkeit von dem Nabenradius in 49 Stellen Informationen zu Steifigkeiten und Massenschwerpunkte.
Das Masterprojekt \emph{Entwicklung eines Abschnittes des NREL Rotorblattes mit anisotropen Material anhand gegebener Steifigkeitsdaten}~\cite{MP15} setzte sich bereits mit diesen Informationen auseinander und werden hier übernommen.
\subsubsection{Gondel und Spinner}
Die Höhe der Nabe, Spinner und der Gondel über dem Grund ist bei \unit{90}{m} und
das Maß zwischen Turmachse und der Rotorebene oder der Nabe ist \unit{5}{m} entgegen der Windrichtung.
@@ -109,6 +114,19 @@ Drehmoment im vollem Eingriff & \unit{28.116,\!2}{N\,m} \\
\subsubsection{Turm}
Die Eigenschaften des Turm hängen stark von den Untergrund der Anlage ab.
\ac{NREL} entschied sich für die Turmeigenschaften eine küstenzugewandten Version der \ac{NREL}\,5-MW Ausgangs"=\ac{WEA} zu beschreiben.
Der Turm variiert über die Höhe linear in Durchmesser und Dicke.
Dabei hat der Turm auf dem Grund ein Durchmesser von \unit{6}{m} mit einer Dicke von \unit{27}{mm} und an der Oberseite ein Durchmesser von \unit{3,\!87}{m} mit einer Dicke von \unit{19}{mm}.
Zu den Materialeigenschaften sind Angabe für Stahl gegeben.
Dabei wird das Materialverhalten mit dem Elastizitätsmodul von \unit{210}{GPa} und dem Schubmodul von \unit{80,\!8}{GPa} beschrieben.
Die etwas erhöhte Dichte von \unit{8,\!5}{t/m^3}
%liegt etwas über dem typischen Wert für Stahl
simuliert auf dem Turm nicht modellierte Komponenten, wie Flansche und Schrauben sowie Schweißnähte und Lackierung.
Alle bisher genannten Eigenschaften sind aus dem Projekt DOWEC entnommen.
Im Vergleich zu der REpower\,5M Anlage hat die REpower\,5M Anlage eine höhere Masse zur Turmoberseite.
Aus diesem Grund wird die Dicke um \unit{30}{\%} verstärkt.
Die Tabelle \ref{tab:NRELTurm} listet die von \ac{NREL} ausgewählten Eigenschaften des Turms auf.
\begin{table}[H]
\caption[Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELTurm}\centering
@@ -124,7 +142,11 @@ Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{1}{\%} \\
\subsubsection{Frequenzen und stationäres Verhalten der Forschungsanlage}
Tabelle \ref{tab:NRELFreq} listet die von \ac{NREL} berechneten Eigenfrequenzen auf.
Das \ac{NREL} berechnete mit zwei verschiedenen Modellen Eigenfrequenzen einer linearisierten Eigenwertanalyse ihrer küstenzugewandten Ausgangs"=\ac{WEA}. Dabei lauten die beiden Modelle FAST und ADAMS und beschreiben eine balkenähnliche Simulation.
%Beide Modelle berechnen das linearisierte Eigenwertproblem.
Das Ergebnis dieser Eigenfrequenzanalyse listet die Tabelle \ref{tab:NRELFreq} auf.
Die Eigenfrequenz"=Abweichung zwischen den Modellen FAST und ADAMS, besonders zur zweiten Rotorblatt"=Eigenfrequenz mit der asymmetrischen flatternden Eigenform, ist dahingehend begründet, dass das ADAMS"=Modell gegenüber dem FAST"=Modell Positionen zum Massenschwerpunk, Moden höherer Ordnung und Torsionsfreiheitsgrade im Turm berücksichtigt.
\begin{table}[H]
\caption[Frequenzen der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELFreq}\centering
\begin{tabular}{clccllll}