Simulationsgestützte Auslegung und Konstruktion von optimierten Wind- und Wasserturbinen nach dem innovativen Lamellenprinzip

Das Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel, nach kurzer Zeit mittels mobiler und vom Konzept her innovativer Strömungsmaschinen, Elektroenergie aus der dynamischen Energie von Flüssen oder auch des Windes zu erzeugen. Hierbei sollen sowohl Konzepte für eine Anwendung im Strömungsmedium Wasser wie auch Wind entstehen.
Im Vorhaben sollen mobile Lamellenturbinen konzipiert, berechnet, konstruiert und gebaut werden, mit denen die hydraulische Strömungsenergie des fließenden Wassers eines Flusses, eines Stromes oder auch des Auslaufs einer Kläranlage in Elektroenergie umgewandelt werden soll. Die mobilen
Wasserturbinen sollen mit einem Elektrogenerator gekoppelt und direkt im Fluss installiert werden. Damit wird ein wesentlicher Beitrag für die Wasserenergienutzung im Konzept der zukünftigen Elektroenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energiequellen geleistet.
Auch die Bereitstellung von elektrischer Energie aus Windkraft ist auf dieses Anlagenkonzept anwendbar. So sollen auch hierfür Varianten entwickelt und konstruiert werden. Diese können mit der numerischen Strömungssimulation (CFD) auch ohne einen aufwändigen und kostenintensiven Prototypenbau analysiert werden. Hierfür soll das Strömungsverhalten simuliert und das daraus resultierende Leistungskennfeld ermittelt werden. Die grundlegenden Entwicklungsarbeiten werden auf Basis von hydrodynamischen Simulationen, mathematischen Optimierungen und praktischen Kennfeldmessungen vorgenommen. Hierbei wird das Betriebsverhalten der Turbine bei unterschiedlichen Anströmungsrichtungen des Fluides untersucht sowie das Umsetzungspotential einer Clusteranordnung mehrerer Turbinen analysiert. Alle Simulationsergebnisse münden in einem Prototyp dessen Funktionsfähigkeit unter Realbedingungen getestet wird.