Können Windturbinen die Härte der kalten See überleben? Aalto-Eistank
Ein Team von multinationalen Forschern ist nach Aalto-Eistank in Finnland, um die Wechselwirkung zwischen großen Turbinen und frostigen Bedingungen im Detail zu untersuchen. Die Erkenntnisse aus ihren Experimenten könnten es uns eines Tages ermöglichen, Offshore-Windparks in den kältesten Regionen der Erde zu errichten.
Obwohl die Länder ihre Pläne zur Einführung erneuerbarer Energiequellen vorangetrieben haben, ist die Installation von Windparks auf wärmere Gebiete beschränkt. Dies liegt hauptsächlich daran, dass wir einfach nicht wissen, wie sich die großen Turbinen unter frostigen Bedingungen verhalten.
"Wir wissen eigentlich nicht, welche Art von Kraft und Druck Eis auf Offshore-Windkraftanlagen,“, sagte Arttu Polojärvi, Assistenzprofessor für Eismechanik an der Aalto-Universität. „Dies ist das erste Mal, dass jemand vollständig kontrollierte Laborexperimente im Modellmaßstab durchgeführt hat, um dies herauszufinden.“
Polojarvi hat sich mit Forschern der Technischen Universität Delft und Siemens Gamesa Renewable Energy zusammengetan, um diese Unbekannten im größten Indoor-Eisbecken der Welt zu testen.
Wenn Turbine auf Eis trifft
Mit einer Größe von 40 x 40 m 131 x 131 Fuß ist der Aalto-Eistank einer der wenigen Orte auf der Erde, an dem Forscher große Eisplatten erzeugen und genau testen können, wie sie mit künstlichen Materialien interagieren.
Selbst die gewaltige Größe des Eisbeckens lässt keine Tests einer Windkraftanlage in Lebensgröße zu. Daher erstellten die Forscher ein Modell im Maßstab 30:1 und verwendeten numerische Modellierung, um Wind und andere Bedingungen zu simulieren, denen die Turbine ausgesetzt istMeer.
Nach Schätzungen des Forschungsteams könnte das Turbinenmodell, das sie testen, Belastungen von acht Meganewton ausgesetzt sein – etwa ein Zehntel der Kraft Starship's Heavy Booster wird beim Versuch, den Planeten zu verlassen, oder den Schub von 16 Flugzeugtriebwerken zusammen ausüben.
Die Experimente werden auch bei Temperaturen von 12° Fahrenheit bis zu 11° unter Null durchgeführt, um seine Wechselwirkung mit Eis beim Brechen realistisch zu testen. „Die vorläufigen Ergebnisse zeigen etwas, das wir zuvor in anderen Strukturen nicht gesehen haben, wie Leuchttürme, Kanalmarkierungen oder Öl- und Gasplattformen. Eine Windkraftanlage ist sehr groß und schlank und kann sich viel bewegen; was wir in unseren Experimenten gesehen haben, scheint eine völlig neue Art von eisinduzierter Vibration zu sein", sagte erHayo Hendrikse, Assistenzprofessor für Eis-Struktur-Interaktion an der TU Delft.
Basierend auf den gesammelten Daten versuchen die Forscher nun, verschiedene Szenarien zu testen, denen Windkraftanlagen, die in den kalten Gewässern der Ostsee in Europa oder den Grear Lakes in den USA aufgestellt werden, während ihrer 50-jährigen Lebensdauer ausgesetzt sein könnten.