Band 31
Durch Optimalregelung nutzbare Gezeitenenergie
Aus der Reihe
Forschungsberichte zur Fluidsystemtechnik
-
- Deutsch ausgewählt
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inkl. gesetzl. MwSt.,
Beschreibung
Produktdetails
Einband
Taschenbuch
Erscheinungsdatum
19.12.2022
Abbildungen
mit 24 Abbildungen
Verlag
Shaker MediaSeitenzahl
108
Maße (L/B/H)
1/15/21 cm
Gewicht
157 g
Auflage
1. Auflage
Sprache
Deutsch
ISBN
978-3-8440-8844-1
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.
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.
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