Lehrprojekt in den Bündner Alpen
Der Berg ruft
- von Cathrin Becker
- 05.11.2024
Im Hörsaal lernt man viel, auf 2.625 Meter Höhe manchmal sogar noch mehr. Diese Erfahrung durften Studierende der Universität Duisburg-Essen machen. Gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Dieter Brillert vom Lehrstuhl für Strömungsmaschinen untersuchten die angehenden Ingenieur:innen zwei Windturbinen an der Keschhütte in der Schweiz. Die Studierenden konstruierten neue Schaufeln für die Turbinen, mit denen sich die Windenergie für die speziellen Bedingungen in Zukunft noch besser nutzen lässt.
Während einer Wanderung in den Bündner Alpen im vergangenen Jahr entdeckte Prof. Dieter Brillert, dass zwei kleine Windturbinen stillstanden, die seit mehr als zehn Jahren zur Stromversorgung der Keschhütte, einer Berghütte des Schweizer Alpen-Clubs, beitragen. Sofort war sein Interesse geweckt. Denn: „Es waren die gleichen Turbinen, die wir für Tests in unserem Labor in Duisburg gekauft hatten“, so der Experte für Strömungsmaschinen. Brillert beschloss, mit einer kleinen Gruppe seiner Studierenden der Ursache des Ausfalls auf den Grund zu gehen.
Neue Schaufeln für das Keschhütten-Gebiet
Das Team untersuchte Leistung und Drehmoment der Turbinen, konnte jedoch erstmal nichts Auffälliges feststellen. Jedoch zeigte sich, dass die Südturbine erst bei höheren Windgeschwindigkeiten anlief, während die Nordturbine bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten in Betrieb ging. Das führten die Projektkoordinatorin Dr.-Ing. Katharina Tegethoff und das UDE-Team auf die Aerodynamik und die leicht unterschiedlichen Schaufeln zurück.
Was die Jungforscher:innen noch entdeckten: Die Turbinen wurden bei starkem Wind durch den Generator abgebremst, was langfristig zu einem Dauerbremsen und damit zu Schäden führen kann. Prof. Brillert gab seinen Studierenden deshalb die Aufgabe, neue Rotorblätter zu entwickeln, die besser auf die Windbedingungen im Keschhütten-Gebiet abgestimmt sind. Mittels 3D-Druck stellten die angehenden Ingenieurinnen verschiedene Prototypen von Rotorblättern her und testeten sie anschließend im Windkanal und in den Schweizer Bergen.
Die Tests zeigten, dass die Turbinen insbesondere bei hohen Windgeschwindigkeiten an ihre Grenzen stießen. „Momentan sind die Anlagen für Windgeschwindigkeiten von bis zu 60 Kilometern pro Stunde ausgelegt, obwohl in der Region oft stärkere Winde herrschen“, erklärt Brillert. „Neben den Neuentwicklung für höhere Windgeschwindigkeiten, braucht es einen Stoppschalter zur Entlastung der Turbinen bei extremen Windverhältnissen.“
Inzwischen wurden die beiden defekten Windturbinen in der Schweiz durch neue ersetzt. Das UDE-Team tüftelt aber weiterhin an einer noch besseren Lösung. „Unser Ziel ist es, zwei Turbinen mit unterschiedlichen Schaufeln herzustellen, die sich optimal ergänzen, so dass immer eine von beiden läuft“, erklärt Katharina Tegethoff. Das neue Schaufelset soll in einem Jahr wieder an der Kesch-Hütte getestet werden – von den nächsten Studierenden, die sich auf das Praxisprojekt in den Bergen freuen.
Weitere Informationen:
Prof. Dieter Brillert, Fachgebiet Strömungsmaschinen, Tel. 0203/37 9-1722, dieter.brillert@uni-due.de
Redaktion: Cathrin Becker, Tel. 0203/37 9-2131, cathrin.becker@uni-due.de