Innovative Technologien Ein Überblick Mauro Peppoloni Wien, 16. September 2016

Kleinwindkrafttagung 2016 | Innovative Technologien

Überblick 

Neue Ansätze – – – – –

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Dual Wing Generator Saphonian Zero Blade Windbeam Vortex Bladeless EnerKite und TwingTec

Weiterentwicklungen – – – –

Wind Tree INVELOX Windrail Mast und Fundamentsysteme

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DualWing Generator   

Vertikale Bewegung der Flügel Inspiriert am Flügelschlag eines Vogels Hoher Wirkungsgrad bei geringer Windgeschwindigkeit

Vergleich zwischen dem Flügelschlag eines Vogels und dem Festo DualWing Generator (www.festo.com)

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Leistungsdaten des DualWing Generators (www.festo.com)

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DualWing Generator

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Saphonian Zero Blade 

Angelehnt an das Prinzip des Segelns

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Keine rotierenden Teile

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Antrieb durch Verdrängung des Windes

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Hohe aerodynamische Faktoren (Cl und Cd)

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Keine Begrenzung durch das Betzsche Gesetz (Cp < 59,3%)

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Aerodynamisches Bremssystem

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Zahlreiche Innovationspreise gewonnen

Prototyp des Saphonian^Zero Blade Generators (www.saphonenergy.com) 5

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Saphonian Zero Blade

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Windbeam 

Transversale Auslenkung durch Entstehung Karmanscher Wirbelstraße

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Induktive Stromerzeugung

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Prototyp mit 12 cm Länge und 3,2 cm Durchmesser erzeugt eine Leistung von etwa 6 W bei 4 m/s

Funktionsprinzip des Windbeam Energiewandlers (www.zephyrenergy.com)

Prototyp des Windbeam Energiewandlers (oben) und Leistungsdaten im Windkanal (unten) (www.zephyrenergy.com) 7

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Vortex bladeless 

Transversale Anregung durch Karmansche Wirbelstraße

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Aktueller Prototyp: – 1 m Höhe u. 3-5 W

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Markteinstieg Q3 2017 – 3 m Höhe u. 100 W

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Update 2018 – 13 m Höhe u. 4kW

http://www.vortexbladeless.com/ Windpark mit Vortex Bladeless Technologie (www.vortexbladeless.com) 8

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AF-AX Oberflächentechnologie 

Beschichtung der Rotorblätter von Windrädern

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Inspiriert am Federkleid eines Vogels

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Durch bewegliche Module kann die Oberfläche sich an Verwirbelungen und Turbulenzen anpassen

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Steigerung der Effizienz

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Verringerung der Windlast

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Darstellung der AF-AX Flügelbeschichtung für Windkraftanlagen (www.af-ax.com)

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TwingTec 

Zur Energiewandlung wird über das Ausziehen eines Seils eine Spule angetrieben

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Der Flügel wird dabei innerhalb des Windfensters in Form einer 8 geflogen, um die Spannung am Seil hoch zu halten

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Nach erreichen der vollen Länge des Seiles, wird das Segel aus dem Wind gedreht und eingezogen

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Vorteil: Über einer Höhe von 100 m weht ein stärkerer, konstanterer Wind

Twingtec Flügel mit Steuer- und Speichereinheit (http://twingtec.ch)

Funktionsprinzip und Flugbahn des TwingTec (www.twingtec.ch) 10

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TwingTec

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EnerKite 

EK30 – Nennleistung – Betriebshöhe – Flügelgröße – Flügelmasse – Nennwind – Einschaltwind

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EK200-7.5 – 100 kW

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EK1M-8.5 – 500 kW

30 kW 100 - 300 m 15 - 30 m² 5 - 10 kg 9 - 12 m/s ca. 3 m/s

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Abbildung des EnerKyte Systems (oben) und Leistungsdaten des EK200-7.5 Modells (unten) (www.enerkite.de)

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Tree-shaped Wind Turbines     

54 Generatoren Savonius Rotortyp 5,4 kW Nennleistung Das Design fügt sich gut ins Stadtbild ein Demoprojekt in Paris wurde erfolgreich umgesetzt

Ansicht des “Tree-shaped Wind Harvesters” (www.alternative-energy-news.info/tree-shaped-wind-turbines-paris)

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Tree-shaped Wind Turbines

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INVELOX 

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Beschleunigung des Windes mittels Venturi Prinzip Steigerung des Wirkungsgrades Skalierbar 0,5 – 500 kW Reduzierung der Investkosten

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Verhindert Eiswurf Sicher für Vögel

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Funktionsprinzip des INVELOX Systems (www.sheerwind.com)

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Windrail 

Kombination von PV und Windkraft

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Nutzung des Aufwindes an der Gebäudekante

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Beschleunigung und Verdichtung des Windes durch Verengung

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Verhinderung von Schattenwurf

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Nachrüstbar für bestehende Gebäude

Luftströmung durch und Sonneneinstrahlung auf den Anerdgy Windrail (www.anerdgy.com/de/windrail-home-de)

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Nachhaltige Mast- und Fundamentsysteme 

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BFtec Mammut – Betonfreies Fundament – Schnelle Installation – Verringerter CO2 Fußabdruck – Einfacher und schneller Rückbau möglich Innoventum - Mastkonstruktion – Hybridsystem für PV und Kleinwindkraft – Nachhaltige Konstruktion aus Holz

Hybrides Holz-Mastsystem von Innoventum (www.innoventum.se)

Bftec Betonloses Fundamentsystrem (www.bftec.de)

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Literatur            

www.festo.com/group/de/cms/10222.htm www.saphonenergy.com www.zephyrenergy.com www.vortexbladeless.com www.af-ax.com www.twingtec.ch www.enerkite.de www.alternative-energy-news.info/tree-shaped-wind-turbines-paris www.sheerwind.com www.anerdgy.com/de/windrail-home-de www.bftec.de www.innoventum.se

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Mauro Peppoloni, MSc FH Technikum Wien, Institut für Erneuerbare Energie Mail: [email protected] Telefon: +43 1 333 40 77-559

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