27. Oktober 2016

Buckelwal als Vorbild für Windräder: DLR-Forscher gewinnt Innovationspreis

Preisträger Holger Mai
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Preisträger Holger Mai

Dr. Holger Mai vom DLR-Institut für Aeroelastik in Göttingen erhielt den Innovationspreis für seine Idee, Windräder nach dem Vorbild von Buckelwalen zu verbessern.

Windräder können nach dem Vorbild von Buckelwalen effizienter und leiser werden: die Idee eines Göttinger DLR-Forschers ist jetzt vom niedersächsischen Umweltministerium preisgekrönt worden. Dr. Holger Mai erhielt den vom Ministerium gestifteten Sonderpreis Umwelt im Rahmen des Innovationspreises des Landkreises Göttingen.

Die Idee entstand beim Betrachten der Brustflossen des Buckelwals. Diese haben ausgeprägte Beulen an ihrer Vorderkante, die dem Wal eine große Wendigkeit und damit einen Vorteil bei der Jagd nach Krill ermöglichen. "Das besondere an der Erfindung war, dass wir nicht einfach die Formgebung der Buckelwal-Flosse übernommen, sondern das dahinterliegende physikalische Wirkprinzip abstrahiert und zu einer technischen Lösung für die passive Kontrolle des Dynamic Stall entwickelt haben", so Mai. Dynamic Stall ist ein Abriss der Luftströmung, der die Leistung von Flugzeugen oder Hubschraubern verringern kann. Folgerichtig war das erste Anwendungsgebiet die Optimierung von Hubschrauberrotorblättern.

Was beim Hubschrauber funktioniert, kann auch an Windenergieanlagen eine positive Wirkung zeigen: Dafür wurde das Wirkprinzip der passiven Wirbelgeneratoren aus der Luftfahrt in ein völlig anderes Anwendungsgebiet, nämlich die Energietechnik übertragen und zur Strömungsbeeinflussung an Windenergieanlagen eingesetzt. Deren Rotorblätter verändern zwar nicht aktiv ihren Anstellwinkel zum Wind, können aber bei Turbulenzen und Böen ebenfalls schnell unter variierenden Anstellwinkeln angeströmt werden und die gleichen schädlichen Belastungen erfahren wie die Hubschrauberblätter. Darüber hinaus zeigt die Idee auch einen positiven Einfluss auf den Lärm, der oft an Windenergieanlagen auftritt und zu unangenehmen Geräuschen in der Umgebung führt. Die Idee hat damit das Potential sowohl die Beeinträchtigung von Menschen durch eine Geräuschminimierung zu verringern als auch den Ertrag und die Lebensdauer von Windkraftanlagen durch die Abmilderung von Lasten durch große Turbulenzen und Böen zu erhöhen.

Besonders vorteilhaft an der DLR-Technologie ist die Nachrüstbarkeit bestehender Rotorblätter. So ist auch eine Optimierung bereits bestehender Windkraftanlagen möglich.

Die Jury begründete ihre Auszeichnung mit der Zukunftsorientierung und dem Ressourcenschutz in Verbindung mit dem Thema Energieeffizienz. Die Bewerbung verblüffe mit der Abstraktion des in der Natur abgeschauten Prozesses und der anschließenden Entwicklung zu einer technisch machbaren Lösung.

Ziel des DLR ist es die Ideen aus der Forschung in die Anwendung zu bringen und deren Nutzen der Gesellschaft zur Verfügung zu stellen. Die patentierte Idee ist daher an das Unternehmen TEG - The Energy Generators GmbH lizenziert worden und befindet sich derzeit in der Produktumsetzung.

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  • Dr. rer. nat. Holger Mai
    Leitung Aeroelastische Experimente
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