NACHRICHTEN

Drohnen, die Windenergie erzeugen

Drohnen, die Windenergie erzeugen

Eine neue Technologie zur Energieerzeugung durch den Wind wird eingeführt. Riesendrohnen oder Drachen, die über ein Kabel mit einem Generator verbunden sind, können Windkraft erzeugen.

Ingenieure der Universität Carlos III in Madrid haben einen Simulator entwickelt, um die Effizienz dieser neuen Stromerzeugungssysteme in der Luft zu bewerten.

Die neue Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie durch den Wind wird als "Airborne Power Generation Systems" (AWES) bezeichnet.

Der große Vorteil ist, dass der teure Turm herkömmlicher Windkraftanlagen durch ein Kabel und seine Blätter durch ein Flugzeug ersetzt werden, das ein flexibler Drachen oder eine riesige Drohne sein kann.

In sogenannten "Bodenerzeugungssystemen" wird die Kraft des Kabels verwendet, um einen an der Oberfläche installierten elektrischen Generator zu bewegen, während in "Borderzeugungssystemen" die elektrische Energie von einer Windkraftanlage an Bord erzeugt wird. eigenes Flugzeug und vom Kabel selbst auf den Boden übertragen.

Dieses System kann in großen Höhen über 500 Metern betrieben werden, wo die Winde stärker und kontinuierlicher wehen.

Dadurch werden Installations-, Wartungs- und Materialkosten erheblich reduziert.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die visuelle Wirkung reduziert wird und der Transport im Vergleich zu den klassischen Windkraftanlagen einfacher ist.

Diese Vorteile bedeuten, dass diese neue AWES-Technologie entfernte Orte erreichen kann, an denen die Installation anderer Stromerzeugungssysteme schwierig ist.

"AWES sind disruptive Technologien, die in großen Höhen arbeiten und elektrische Energie erzeugen", erklärt Gonzalo Sánchez Arriaga, Forscher von Ramón y Cajal am Institut für Bioingenieurwesen und Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Carlos III in Madrid (UC3M). "Sie kombinieren klassische Disziplinen der Elektrotechnik und Luftfahrt, wie das Design elektrischer Maschinen, die Aeroelastizität oder die Steuerung, mit neueren und unkonventionellen Disziplinen im Zusammenhang mit Drohnen und Kabeldynamik", fügt er hinzu.

"Dank des Simulators können wir das Verhalten dieser Systeme untersuchen, ihr Design optimieren und Flugbahnen finden, die die Energieerzeugung maximieren", erklärt Ricardo Borobia Moreno vom Bereich Flugmechanik des Nationalen Instituts für Luft- und Raumfahrttechnologie (INTA) und Doktorand in die Abteilung für Bioingenieurwesen und Luft- und Raumfahrttechnik. Die von ihnen entwickelte Software ist bei UC3M registriert und kann zur Verwendung durch andere Gruppen kostenlos heruntergeladen werden.

Kometen auch

Zusammen mit dem Simulator haben die Forscher einen Flugprüfstand für AWES-Systeme eingerichtet. Dafür haben sie zwei Kitesurf-Drachen mit unterschiedlichen Instrumenten ausgestattet und Daten auf zahlreichen Flügen aufgezeichnet.

„Die Vorbereitung des Prüfstands erforderte einen erheblichen Aufwand an Zeit, Aufwand und Ressourcen, hat aber auch das Interesse einer großen Anzahl unserer Studenten geweckt. Über die Forschung hinaus hat das Projekt unsere Lehre bereichert, da viele von ihnen ihr Abschluss- und Masterprojekt zu AWES abgeschlossen haben “, sagt Sánchez Arriaga, der den Kurs Flugmechanik im Studiengang Luft- und Raumfahrttechnik in unterrichtet UC3M.

"Unsere Aktivitäten umfassen Flugtests und AWES-Schätzung, -Kontrolle und -Simulation", sagt Sánchez Arriaga. "In dem Projekt wird ein interessanter Transfer von Technologie und Wissen aus der Welt der Luftfahrt, wie beispielsweise Flugtestmethoden, in die der Luftenergie durchgeführt", schließt Borobia Moreno.

Literaturhinweis:

Sanchez-Arriaga, Gonzalo und Pastor-Rodríguez, Alejandro und Sanjurjo Rivo, Manuel und Schmehl, Roland. (2018): Ein Lagrange-Flugsimulator für Windenergiesysteme in der Luft. Applied Mathematical Modeling, 19, S. 665-684, 2019. Erste veröffentlichte Version online verfügbar: 4. Januar 2019. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.12.016

Hintergrund in Holland

DasAnlaufen Ampyx Power und das Niederländische Luft- und Raumfahrtzentrum (NLR) entwickelten 2018 gemeinsam eine neue Art von Windkraftanlage, bei der Drohnen zur Stromerzeugung eingesetzt wurden.

Ziel ist es, neue Kraftwerke als günstigen Ersatz für veraltete Windparks anzubieten.

Die Drohne erreicht eine Höhe von 450 Metern in Küstengebieten, in denen häufig genug Wind vorhanden ist, damit das Kraftwerk effektiv arbeiten kann, und erreicht im neuen Windpark AP4 eine Leistung von zwei Megawatt.

Laut den Entwicklern kann mit der Modernisierung der bereits veralteten Windkraftanlagen ein neuer Windpark auf den vorhandenen Plattformen und Unterstützungen installiert werden, was die Projektkosten erheblich senken wird.

Mit Informationen von:


Video: Windkraft mit Drohnen ernten (September 2021).