EnerGlider
Entwicklung einer Offshore Höhenwindanlage auf Basis eines eigenstart- und eigenflugfähigen Gleiters
Idee und Konzeptionierung
Windenergie trägt einen wichtigen Beitrag zur Energiewende bei. Um den Energieertrag zu erhöhen werden heutzutage Windkraftanlagen mit großen Turbinen und Rotoren eingesetzt, die möglichst weit über dem Boden den dort vorherrschenden konstanteren und stärkeren Wind nutzen. Eine Skalierung in immer größere Dimensionen geht allerdings auch mit einem enormen technischen und finanziellen Aufwand einher.
Das EnerGlider Konzept bietet hier einen ganz neuen Ansatz, bei dem ein Starrflügelgleiter mit einer Seilwinde verbunden ist und die Windkraft nutzt, um antriebslos aufzusteigen. Als Folge wird das Seil abgerollt und treibt an der Winde einen Generator zur Stromerzeugung an. Der EnerGlider soll dabei vollautomatisch gesteuert werden und eine vorgegebene Flugbahn für optimale Energieerzeugung erfliegen. Nach vollständigem Abrollen der Seilwinde wird in einer zweiten Phase ein Sinkflug mit geringfügigem Energieaufwand eingeleitet um wieder die Ausgangshöhe zu erreichen.
Perspektiven und Herausforderungen
Die Nutzung von Flugwindkraftwerken schafft einige neuartige Perspektiven. Zunächst erlaubt das einfache Konzept aus Gleiter, Seil und Generator deutlich größere Flughöhen bei gleichzeitig geringem Installationsaufwand. Somit kann der EnerGlider flexibel eingesetzt werden und einen hohen Energieertrag bei geringen Kosten liefern. Als hoch – automatisiertes Fluggerät soll der Gleiter zudem im Fehlerfall vom Seil abgekoppelt werden und selbstständig zur Wartungsstation fliegen können. Die modernen Flugführungssysteme gestatten einen präzisen und robusten Flugbetrieb, um auch belastende Offshore Witterungsbedingungen standzuhalten.
Um diese Herausforderungen zu meistern wird ein enges Zusammenspiel aus Generatoreinheit und aerodynamisch hocheffizientem Flugsystem angestrebt, um ein ganzheitliches System für einen kontinuierlichen und fehlerfreien 24 Stunden Offshore Betrieb zu schaffen. Das Konzept stellt damit eine lukrative Ergänzung zu klassischen Windkraftanlagen dar.
Aufgaben des FSD
Das Institut für Flugsystemdynamik übernimmt in diesem Projekt die Entwicklung des Steuerungs- und Regelungskonzepts des Gleiters. Dies umfasst den aerodynamischen Entwurf und die mathematische Modellierung des EnerGliders, um darauf aufbauend eine geeignete, robuste Regelungsstrategie zu entwickeln. Diese soll einen stabilen und zeitgleich effizienten Flug gewährleisten, um die vorgegebenen Trajektorien zur Energieerzeugung zu fliegen. Des Weiteren werden die verschiedenen Konzepte für Start, Landung und Notbetrieb erarbeitet.
Projektlaufzeit
1.12.2018 - 31.12.2021
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Förderbereich „Windenergie“
Projektpartner