IWE at TU München | Flashcards & Summaries

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TESTE DEIN WISSEN

Windmills

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TESTE DEIN WISSEN

- Goal: maximize torque

- Low rotational speed, high rotor solidity, more blades

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TESTE DEIN WISSEN

Wind turbuines

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TESTE DEIN WISSEN

Goal: maximize power capture

- Generally higher rotational speed and less solidity Wind turbine configuration dependent upon control mechanisms

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TESTE DEIN WISSEN

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TESTE DEIN WISSEN
• Similar power coefficient, 3 little higher
• Maybe trend -> off shore 2 blades

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TESTE DEIN WISSEN

Upwind vs Downwind

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TESTE DEIN WISSEN

Upwind:

• Active yaw is needed

• Quite stiff blades are needed (tower clearance)

Downwind:

• Self-realignment to varying wind direction (untwist tower cable?)

• Strong tower shadow: power fluctuations and fatigue issue (<- most important point)

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TESTE DEIN WISSEN

Gearbox

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TESTE DEIN WISSEN

Gearbox often the most fragile part

• Need for front bearing and after bearing ( sometimes too expensive)
• Very low rotation speed in the input -> high speed on the output
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TESTE DEIN WISSEN

Breaks

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TESTE DEIN WISSEN

Breaks:

• Mechanical breaks are to small fort he energy
• Can be located in front (low speed- high torque)  or after the gearbox ( high speed- lower torque)
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TESTE DEIN WISSEN

Nacelle

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Nacelle:

First impression, public option

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TESTE DEIN WISSEN

yaw drive

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TESTE DEIN WISSEN
• Control orientation of the rotor to the wind
•  Unwind power cable
• Upwind necessary, downwind not

Every blade has a different angel:

• Controlling the forces between and the upward blade and the downward blade
• 10° / half round is enough
• Sometimes 3x pendling -5° –  +5° in a round
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TESTE DEIN WISSEN

Hydraulic pitch actuators:

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TESTE DEIN WISSEN

Hydraulic pitch actuators:

•  Linear drivers to force rotation (pitch)
• Accumulator as back-up (pressurized fluid)
• Rotating frame hydraulic actuators (rotor) require energy supplied by a power unit placed in the nacelle (non rotating): slip ring needed • Inherent individual blade pitch capability
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TESTE DEIN WISSEN

Electric pitch motors:

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TESTE DEIN WISSEN

Electric pitch motors:

• Gear wheel on inside of bearing (tooth wheel) used to rotate blade (pitch)
•  Battery or capacitors as back-up during emergencies (need pitch to brake rotor)
•  Rotating frame (rotor) slip rings necessary to power motors
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TESTE DEIN WISSEN

Vertical axis turbines:

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TESTE DEIN WISSEN

Vertical axis turbines:

•  Typically lower efficiency than horizontal axis turbines
•  Renewed interest for offshore floating applications
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TESTE DEIN WISSEN

Capaticity Factor:

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TESTE DEIN WISSEN

Gegenüberstellung von im Peak erzeugbarer Energie auf den gesamten betrachteten Zeitraum vs tatsächlich produzierter Energie im Zeitraum.

Stillstandzeiten werden deutlich.

Erneuerbare Energien sehr viel geringer Faktor im vgl mit Konservativen.

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Q:

Windmills

A:

- Goal: maximize torque

- Low rotational speed, high rotor solidity, more blades

Q:

Wind turbuines

A:

Goal: maximize power capture

- Generally higher rotational speed and less solidity Wind turbine configuration dependent upon control mechanisms

Q:

A:
• Similar power coefficient, 3 little higher
• Maybe trend -> off shore 2 blades

Q:

Upwind vs Downwind

A:

Upwind:

• Active yaw is needed

• Quite stiff blades are needed (tower clearance)

Downwind:

• Self-realignment to varying wind direction (untwist tower cable?)

• Strong tower shadow: power fluctuations and fatigue issue (<- most important point)

Q:

Gearbox

A:

Gearbox often the most fragile part

• Need for front bearing and after bearing ( sometimes too expensive)
• Very low rotation speed in the input -> high speed on the output
Q:

Breaks

A:

Breaks:

• Mechanical breaks are to small fort he energy
• Can be located in front (low speed- high torque)  or after the gearbox ( high speed- lower torque)
Q:

Nacelle

A:

Nacelle:

First impression, public option

Q:

yaw drive

A:
• Control orientation of the rotor to the wind
•  Unwind power cable
• Upwind necessary, downwind not

Every blade has a different angel:

• Controlling the forces between and the upward blade and the downward blade
• 10° / half round is enough
• Sometimes 3x pendling -5° –  +5° in a round
Q:

Hydraulic pitch actuators:

A:

Hydraulic pitch actuators:

•  Linear drivers to force rotation (pitch)
• Accumulator as back-up (pressurized fluid)
• Rotating frame hydraulic actuators (rotor) require energy supplied by a power unit placed in the nacelle (non rotating): slip ring needed • Inherent individual blade pitch capability
Q:

Electric pitch motors:

A:

Electric pitch motors:

• Gear wheel on inside of bearing (tooth wheel) used to rotate blade (pitch)
•  Battery or capacitors as back-up during emergencies (need pitch to brake rotor)
•  Rotating frame (rotor) slip rings necessary to power motors
Q:

Vertical axis turbines:

A:

Vertical axis turbines:

•  Typically lower efficiency than horizontal axis turbines
•  Renewed interest for offshore floating applications
Q:

Capaticity Factor:

A:

Gegenüberstellung von im Peak erzeugbarer Energie auf den gesamten betrachteten Zeitraum vs tatsächlich produzierter Energie im Zeitraum.

Stillstandzeiten werden deutlich.

Erneuerbare Energien sehr viel geringer Faktor im vgl mit Konservativen.

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