What is the highest tip speed ratio a drag driven wind turbine could reach?
Lambda < 1
Is the Dutch windmill a drag driven or a lift driven wind turbine?
Lift driven
Describe the difference of the boundary layer between a laminar and a conventional airfoil.
The transition point of the boundary layer of a conventional airfoil is nearer to the leading edge of the airfoil. conventional 20-30%, laminar 40-80%
How does a laminar airfoil behave in terms of dirt on the surface of the blade?
A laminar airfoil is very sensitive to dirt of droplets on its surface. the efficiency decreases
What is the function of a tip spoiler and how is it achieved?
the tip spoilers are breaks. the tip section of the blade is turned by 90°. the drag of the rotated tip section is sufficient to stop the turbine
What is the typical design of a fast pitch controlled wind turbine?
A fast pitch controlles turbine uses a fixed speed generator
In which way does the angle of attack of a stall regulated wind turbine change when the wind velocity exceeds the nominal velocity?
The angle of attack is further increased in positive direction
For a wind turbine with horizontal axis the power output is to maximize. How has the speed of the turbine to be changed when the wind velocity decreases?
The speed of the rotor is decreased.
Name four kinds of foundations which are used for off-shore wind turbines.
gravity foundation, tripot, monopile,jacket
Name three of the most expensive components of a wind turbine
blade, generator, Tower, gearbox
Concrete could be loaded with high compressive stress but only with small tensile stress. Which technique is used to overcome this drawback?
Concrete is used as prestressed concrete.
What kind of blade bearing is typically used in modern wind turbines with horizontal axis?
slewing rings
Wälzlager
What kind of stress is the dominating stress in the spare caps of a rotor blade?
normal stress
What kind of resin is used in state of the art rotor blades out of fibre-reinforced plastic? What resin was used before? What is the main advantage of the newer resin and what is the main drawback of the material?
Epoxidharz
Polyesterharz
Bessere Ermüdungseigenschaften und schrumpft beim aushärten nicht so stark ein
Wesentlich teurer
Why is the upscaling of rotor blades limited?
the bending stress increases due to the weight of the blades
Wodurch wird das optimale geschwindigkeitsverhätlnis zwischen der luftgeschwindigket vor und hinter einem WKA-Rotor realisiert?
Design der Strömungsprofile
Welchen vorteil hat die Rotorlagerung auf einem achszapfen?
The whole blade is turnable,
the activators are mounted in the hub
Wie verhält sich die stall anlage wenn die windgeschwindigket die nenngeschwindigkeit übersteigt
Strömungsabriss auf saugseite
Welche richtung hat die an einem Profil angreifende auftriebskraft
senkrecht zur relativen Windgeschwindigkeit
Welche Richtung hat die an einem Profil angreifende Widerstandskraft?
parallel zur Windgeschwindigkeit
Welchen einfluss hat die anzahl der rotorblätter auf die profiltiefe?
höhere anzahl —> kleinere profiltiefe
wieso bricht der auftriebsbeiwert mit zunehmendem anstellwinkel ein?
zuhnehmender Strömungsabriss auf saugseite
Wie wird bei einer Pitch geregelten Anlage der Anstellwinkel verstellt, wenn die Windgeschwindigkeit die Nenngeschwindigkeit übersteigt?
Anstellwinkel wird verringert (profil wird in den Wind gedreht)
Wie wird bei einer Active-Stall-geregelten Anlage der Anstellwinkel verstellt, wenn die Windgeschwindigket die Nenngeschwindigket übersteigt?
Anstellwinkel wird vergrößert (Profil aus dem Wind gedreht)
Wie unterscheiden sich bei den Pitch- und Active-Stall-geregelten Anlagen die Verstellwinkel in ihrer Größe?
Änderung bei Active Stall deutlich kleiner
Wie ist die Schnelllaufzahl definiert? Wie groß ist diese etwa für ausgeführte Windkraftanlagen mit 3 Rotorblättern?
Umfangsgeschwindigkeit am Rotorende geteilt durch absolute Windgeschwindigkeit
lambda = u/v
5 bis 9
Welches Merkmal kennzeichnet widerstandsnutzende Windkraftanlagen? Wie groß kann die Schnelllaufzahl dieser Bauart werden?
Widerstandskoeffizient
bestenfalls 1
Wie unterscheiden sich die Generatoren von getriebelosen Anlagen im Vergleich zu Windkraftanlagen mit Getriebe in Bezug auf Baugröße und Kosten
ohne Getriebe größer und teurer
(mit getriebe kann die rotordrehzahl auf eine hohe drehzahl übersetzt werden, somit kann der generator und andere komponenten deutlich kleiner und günstiger gebaut werden)
Was versteht man unter dem Vakuuminjektionsverfahren?
ein Fertigungsprozess für Flügel aus faserverstärktem Verbundmaterial bei dem auf der einen Seite die Matrix injiziert wird und auf der anderen Seite durch ein Vakuum angezogen wird
Wozu dienen in einem aus Faserkunststoffverbund hergestellten Rotorblatt die Gurte?
nehmen hauptsächlich das Biegemoment auf
Mit welcher konstruktiven Größe wird das optimale Geschwindigkeitsverhältnis nach der Betzschen Theorie realisiert
Profiltiefe
maximaler leistungsbeiwert windrad
cp=59%
(für auftriebläufer)
maximaler leistungsbeiwert Widerstandläufer
0,19%
Wodurch unterscheidet sich das “Fast-Pitch”-Regelungsverfahren vom “Slow-Pitch”-Regelungsverfahren?
Fast-Pitch mit Asynchrongenerator
Slow-Pitch mit Synchrongenerator und Umrichter
Wodurch unterscheidet sich das Stall-Regelungsverfahren vom Activ-Stall-Regelungsverfahren?
Stall: Flügelspitzen funktionieren als Bremse
Active-Stall: ganzer Flügel wird gedreht um Effekt zu verstärken
Wie hängen die Tip-Verluste (qualitativ) von der Anzahl der Rotorblätter ab?
je höher die Anzahl der Flügel desto kleiner die Tip-Verluste
What is the function of the matrix in a fibre composite?
Die Matrix hält die Verstärkungsfasern in ihrer Position und überträgt und verteilt Spannungen zwischen ihnen.
In Bezug auf die Dauerhaftigkeit hat sie die Aufgabe, die Fasern vor äußeren mechanischen und chemischen Einflüssen zu schützen.
Welche Funktion haben die Fasern in einem Faserverbundwerkstoff
Die Fasern geben dem Faserverbundwerkstoff die notwendige Festigkeit.
What is the influence of the ambient temperature on the energy production of a wind turbine (the other parameters should remain constant)?
increase temperature decreases energy production
What is resin transfer molding?
(RTM-Verfahren)
Ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen
What are the spar caps used for in a rotor blade made of fibre reinforced plastic?
They keep the web in place which give stability to the blade
Why are carbon fibers rarely used in rotor blade construction?
Too expensive
How does Betz's theory link the blade element method to the momentum theory?
They are linked by thrust force
What is the optimum speed ratio (v2/v1) for a wind turbine?
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