MASTER THESIS - Fachhochschule Nordwestschweiz

In Abbildung 4 auf Seite 6 werden die drei verschiedenen Energie-Methoden dargestellt.
Die Einheit der x-Koordinate ist das Verhältnis zwischen Seilgeschwindigkeit des
Drachens und Windgeschwindigkeit oder das Verhältnis zwischen Luftwiderstand der
Turbinen und dem gesamten Luftwiderstand des Drachens mit Turbinen (Erklärung der
Methode auf Quelle [REF1]). Die Einheit der y-Koordinate stellt die Nennleistung dar.
Abbildung 5 :
Methode Fs
Die einfache Drachenmethode ist die Produktion von Leistung
während der Drachen ein Seil von einer Rolle zieht. In Abbildung 5
zieht der Drachen immer in Richtung des Pfeils. Mit dieser Methode
ist der optimale Punkt (Kurve „Fs“) bei einem Verhältnis von 0.5.
Für eine Anlage, die diese Methode verwendet, sollte die
Auslassgeschwindigkeit des Drachens die Hälfte der
Windgeschwindigkeit betragen, um die maximale Leistung zu
erhalten.
Die Methode bei dem der Drachen manövriert wird ist
grundsätzlich die Gleiche wie die erste Methode. Hier wird jedoch,
der Drachen während der Zugsphase Quer zum Wind (Im Kreis
oder im Acht) geflogen. In Abbildung 6 ist diese Methode
veranschaulicht. Die Rotation des Drachens ergibt eine
Normleistung (Kurve „Fc“) die bis zu 30 Mal grösser ist als bei der
ersten Methode. Die Auslassgeschwindigkeit des Seils des Drachens
sollte dieses Mal idealer Weise ein Drittel der Windgeschwindigkeit
betragen. In diesem Projekt wird zuerst mit dieser Methode
gearbeitet, um Elektrizität zu produzieren.
Abbildung 6 :
Methode Fc
Die Methode mit Turbinen auf dem Drachen
benötigt ein Seil mit Energieübertragung
zwischen der Bodenstation und dem Drachen,
um die Energie von den Generatoren an den
Boden zu befördern. Während der ersten Phase
des Abflugs muss Energie an die Turbinen
abgegeben werden. Wenn der Drachen fliegt,
kann Energie produziert werden. Die
Abbildung 7 : Methode FD
Energieproduktion wird zusätzlich durch den
Winkel der Propeller und das Drehmoment des
Motors, die mehr oder weniger Luftwiderstand verursachen, beeinflusst. Wie bei der
ersten Methode, findet die optimale Leistungsproduktion (Kurve „FD“) bei eine
Seilauslassgeschwindigkeit bei der Hälfte der Windgeschwindigkeit statt. Es entsteht
aber die gleiche Leistung wie bei der zweiten Methode. Eine Firma in den USA „JOBY
Energy“ setzt diese Methode für ihre Anlage ein. Um mehr Informationen zu erhalten,
kann diese Quelle [REF7] herangezogen werden.
In den letzten zwei Jahren bestand das Hauptziel an der FHNW der Entwurf, der
Aufbau und die Optimierung einer Testanlage. Diese Anlage kann benutzt werden, um
die verschiedenen Energie-Methoden zu testen. Diese Arbeiten wurden bis heute mit
Hilfe von Bachelor-, Master-Studenten und mit Beiträgen von Mitarbeitern und
Dozenten durchgeführt.
Automatisierung – Kite Windkraftwerk 7