Frankfurt 2014 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 15: Postersitzung

DD 15.47: Poster

Dienstag, 18. März 2014, 16:30–17:30, Casino 1.OG

Modellexperiment für quantitative Messungen im Bereich der Windenergiekonversion — Florian Zucker, •Anna Gräbner, Andreas Strunz und Jan-Peter Meyn — Didaktik der Physik, FAU Erlangen-Nürnberg

Wir stellen ein Funktionsmodell einer Windkraftanlage vor, das quantitative Messungen charakteristischer Gesetzmäßigkeiten wie das 3. Potenzgesetz oder Wirkungsgradbetrachtungen ermöglicht.

Mit einer Glockenankermaschine im Generatorbetrieb und einem hochwertigen Windkanal mit geringem Turbulenzgrad können diese Messungen vorgenommen werden. Das System bietet beispielsweise die Möglichkeit, den Wirkungsgrad der Windkraftanlage bei Variation der Belastung oder der Windgeschwindigkeit und den Einfluss der Windrichtung zu bestimmen. Auch fundamentale Betrachtungen zum Einfluss der Rotoranzahl, Rotorlänge oder des Blatteinstellwinkels auf die Leistungsentnahme liefern aussagekräftige Ergebnisse und lassen den Rückschluss auf die technischen Anforderungen realer Großanlagen zu.

Der Blick auf die Realität und deren fluktuierende Energiebereitstellung durch Windenergie führt zur Problematik der Energiespeicherung. In diesem Kontext stellt das Experiment die Speichermöglichkeiten Superkondensator und das Funktionsmodell eines Pumpspeicherkraftwerks vergleichend vor.