Windenergieanlagen für den urbanen Raum - Burg Giebichenstein

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Windenergieanlagen für den urbanen Raum - Burg Giebichenstein

Dokumentation

Einordnung von Windenergieanlagen im urbanen Bereich

Bearbeiter: Klaus Nauber Industriedesign Teilzeitstudium

Gutachter: Prof. Frithjof Meinel Lehrstuhl Industriedesign

Dipl.-Des. Detlef Lewandofski Lehrstuhl Industriedesign

Dipl.-Psych. Michael Fischer Lehrstuhl Designwissenschaften

Burg Giebichenstein – Hochschule für Kunst und Design Halle Saale WS 2005 / 2006

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Windenergieanlagen für den urbanen Raum

Warum?

- steigende Energiekosten

- Unabhängigkeit von Energieversorgern

- Einnahmequelle durch Einspeisung von Elektroenergie ins öffentliche Netz

Probleme:

- mangelnde Akzeptanz allgemein (allem Neuen gegenüber, Verspargelung der

Landschaft, Naturzerstörung...)

- mögliche Beeinträchtigung der Nachbarn (Lärm, Optik, Schattenwurf,

Stroboskopeffekt...)

Standorte:

Selbstverständlich eignet sich nicht jeder Standort zur Aufstellung einer Windenergieanlage.

Zunächst einmal muss sichergestellt sein, dass auch wirklich genug Wind vorhanden ist um

eine Anlage gewinnbringend zu betreiben. Des Weiteren ist die Beeinträchtigung von

Nachbarn, Anwohnern und Hausgenossen so gering wie möglich zu halten. Untersuchungen

mit Horizontalwindkraftanlagen haben nachgewiesen, dass direkter bewegter Schatten und

auch allein die ständige Sichtbarkeit eines bewegten Objektes störend wirkt. Hier kommt uns

zugute, dass die Vertikalrotoren eine wesentlich schlankere Silhouette besitzen und dass ihr

Schattenwurf weit weniger bewegt ausfällt wie bei den Horizontalrotoren. Dennoch muss

beachtet werden, dass die Anlage nicht in direktem Blickkontakt zu bewohnten Bereichen

aufgestellt werden sollte und dass der geworfene Schatten nicht auf gegenüber liegende

Fassaden fällt. Daraus ergibt sich, dass weniger belebte Bereiche wie Gewerbegebiete,

Verkehrsanlagen, Brachflächen oder Randlagen zBsp. an Grünanlagen besser geeignet

wären.

Aufgrund der Verlangsamung der Windgeschwindigkeit in Bodennähe ist ein möglichst hoher

Standort zu empfehlen.

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Die dichte Gründerzeitbebauung mit bewegter Dachlandschaft ist sicher weniger geeignet.

Auch ist an eine Dachmontage bei hölzernen Dachstühlen nicht zu denken.

Aus der Umgebung herausragende Solitärbauten bzw. –gruppen bieten günstigere

Windverhältnisse.

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Integration am Gebäude

Vorteile:

- Die Integration von Windenergieanlagen an vorhandenen Gebäuden erspart eine

separate Mastkonstruktion.

- Nutzung der windbeschleunigenden Wirkung des Tunneleffekts zBsp. zwischen zwei

hohen Gebäuden.

zu Beachten:

- Schattenwurf / Blickfeld

- Statische Voraussetzungen des Gebäudes

- Fassaden mit einer stark bewegten Oberfläche (Rauhigkeit) wirken eher ungünstig.

Seitliche Anbringung:

- Es ist zu Beachten, dass die Montage auf der Seite der Hauptwindrichtung erfolgt

und nicht das Gebäude selbst für einen Windschatten sorgt. Längerfristige Tests der

Windbedingungen sind empfehlenswert. Die Firma Tassa bietet dies im Vorfeld des

Erwerbs einer Anlage an.

- Die seitliche Anordnung ist unproblematischer, da im Dachbereich umständliche

Fußkonstruktionen mit Dichtungsschwierigkeiten einhergehen.

- Man kann die von der Fassade abgeleitete Luftströmung an den Eckbereichen

nutzen und hat damit eine größere angeströmte Fläche zur Verfügung.

- Bei den in Frage kommenden Bauten befinden sich häufig schon technische

Einrichtungen wie Mobilfunkanlagen oder Satellitenempfangsanlagen auf dem Dach,

die bei seitlicher Montage nicht beeinträchtigt werden.

Günstig:

- Solitärbauten die deutlich aus der umgebenden Bebauung heraus ragen, massiv

gebaut sind und deren Schatten auf unbewohntes Terrain fällt.

- Technische Bauten wie Schornsteine und vorhanden Mastanlagen (Strommaste,

Sendemaste...)

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System

Explosionsdarstellung der Systembestandteile am Beispiel einer Anlage mit drei Rotoren

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Rotor

- Aluminiumkonstruktion: Flügel als Stranggussprofil, preiswerte Fertigung, Rotorkreuz

(Kranz) Aluminiumblech in Form gepresst, Verbindung über Lagerblock,

Verschraubung mit Rotorkreuz und Flügel

- Flügel parallel zur vertikalen Achse, da günstiger Wirkungsgrad

Anschlusskonstruktion

- universelle Gitterkonstruktion aus Stahlrohrprofilen, Verbindungsstücken und

Anschlusselementen, alle Teile feuerverzinkt

- leichtes Gitterfachwerk aus Stäben

- Verzicht auf Seilabspannungen aus statischer Sicht, Seilkonstruktionen benötigen

eine erhöhte Vorspannung um mit den zu erwartenden dynamischen Lasten klar zu

kommen, was zu höheren Kräften in den Anschlusspunkten geführt hätte, die von

einer vorhandenen Konstruktion sicher nicht aufgenommen werden könnten.

- vordefiniert für Wand- und Eckmontage, aber ohne Probleme Anpassbar an örtliche

Erfordernisse zBsp. Schornstein oder Mastmontage

- logisches System, wenig Knotenpunkte, wenig Anschlusspunkte

- nur bei massiver Bauweise (Mauerwerk, Stahlbeton, Stahlskelettbau, Plattenbauten)

einsetzbar, Fachwerkhäuser, besonders im Altbau wenig eher ungeeignet

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Ober Anschluß der Abhängung, Anschluß Abhängung/Kragarm, Wandanschluß des

Kraggestells

Angeboten wird ein universelles System, mit dem auf möglicht viele zu erwartende

Einsatzaufgaben reagiert werden kann.

- 3 Rotorgrößen (Flügellänge: 1,5m, 2m und 3m, Standardrotordurchmesser 2m)

- Wand oder Eckmontage

- Sonderanschlüsse, wie an einem Schornstein, möglich

- beliebig addierbar

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Doppelrotor, Dreifachrotor, Viererkombination und Sechserpack

- aufgrund der Verwendung von Stranggußprofilen auch Anpassungen der Flügellänge

möglich, so kann auf zBsp. auf die Geschoßhöhe Bezug genommen werden)

- An einem Generator werden oben und unten je ein Rotor montiert, beliebige

Additionen sind in dem Prinzip möglich.

- Standardkonfigurationen: 2, 4, 6...

- Sonderkonfigurationen durch starre Kopplung zweier Generatoren möglich ( 3

Rotoren, 5...)

Anschlussdetails der Flügel-Tragsternverbindung und der Anschlussstücke der

Gitterkonstruktion

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Das Generatormodul enthält den Generator und dessen Notbremssystem gekapselt in einer

elipsoiden Ummantelung.

Das kleinste Modul im Baukastensystem ist ein Generator mit zwei Rotoren, einem Ausleger

und oberer und unterer Abspannung. Hier im Bild die Montage an einer Hausecke

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Dreierkombi mit Wandanschluß

Viererkombination mit 3m Flügelhöhe

Blick von oben

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Sechserkombination in Wandmontage an einem Treppenhaus (Rotorhöhe 2m)

Sechserkombination in Eckmontage (Rotorhöhe 1,50m)

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Schornsteinvariante, symmetrisch gedoppelt

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