Durch Optimalregelung nutzbare Gezeitenenergie

Durch Optimalregelung nutzbare Gezeitenenergie von Schmitz,  Christian Bernd
Die zentrale Frage bei der Charakterisierung von möglichen Standorten für Gezeitenturbinen ist die Frage nach der dort erzielbaren Energieausbeute. Die Dissertation gibt eine valide obere Grenze für die Leistungsausbeute von regelmäßigen Turbinenfeldern in Gezeitenkanälen. Ausgehend vom Aktuatorscheibenmodell von Pelz et al. (2020) wird ein Modell für ein reguläres Turbinenfeld aus in Reihe geschalteten Stufen hergeleitet. Es wird gezeigt, dass sich die Abhängigkeit des Systemwirkungsgrads von Stufenzahl, Versperrungsgrad und relativer Volumenstromreduktion in guter Näherung durch einfache rationale Funktionen beschreiben lässt. Die analytische Lösung des Optimierungsproblems ergibt damit ein einfaches Gesetz für die optimale Regelung von Turbinenfeldern und die erzielbare maximal mögliche Leistungsausbeute. Diese sind ausschließlich von Versperrung und Stufenzahl abhängig. Die hergeleitete Gesetzmäßigkeit gibt somit die Möglichkeit, die erzielbare Energieausbeute für ein gegebenes Felddesign – also Größe, Anzahl und Positionierung der Turbinen – aus den gemessenen Pegelhöhen und Strömungsgeschwindigkeiten des Standortes zu überschlagen.
Aktualisiert: 2022-12-19
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Über den Einfluss der freien Oberfläche auf die Leistungsausbeute von Wasserkraft bei kleiner Fallhöhe

Über den Einfluss der freien Oberfläche auf die Leistungsausbeute von Wasserkraft bei kleiner Fallhöhe von Metzler,  Manuel
Das Maximum für die Leistungsausbeute einer hydrokinetischen Turbine bzw. Feldern hydrokinetischer Turbinen wird auf Basis axiomatischer Modellierung und Scheibenaktuatortheorie berechnet. Insbesondere werden dabei alle Einflüsse der freien Oberfläche berücksichtigt, die einschränkend auf die Leitungsfähigkeit und den Betriebsbereich der Maschinen wirken können. Als Ergebnis geht die maximal mögliche Leistungsausbeute für Wasserkraftmaschinen, in teilversperrten Kanälen, bei kleiner Fallhöhe hervor. Zudem wird die Leistungsausbeute in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Wasserkraftmaschinen berechnet. Die Ergebnisse dienen als Ausgangspunkt für die Auslegung und Regelung von Maschinen.
Aktualisiert: 2019-12-12
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