At give et generelt indblik i vindmøllers aerodynamiske og strukturelastiske virkemåde, elektriske maskiner samt samfundsmæssige forhold for vindenergi. Placeringen af vindmøller med hensyn til ydelse, udmattelse og støj vil blive behandlet og en indføring i elastiske strukturer og deres interaktion med strømningen vil blive foretaget. Endvidere vil der blive givet en introduktion til generatorer, transformere og konvertere, der bliver brugt i vindmøller. Vindenergi vil også blive belyst i et historisk og samfundsmæssig perspektiv med vægt på de teknologiske koncepter og de rammer, der er for innovation inden for området. Økonomiske aspekter som omkostninger og handel med vindmøllestrøm vil også indgå i kurset.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Definere vingeprofildata
Definere inducerede hastigheder
Udvikle et program til bestemmelse af aerodynamiske laster
Beregne snitkræfter og deformation af belastet vindmølle
Løse egensvingningsformer og tilhørende egenfrekvenser for vindmølleblad
Udføre simpel udmattelsesberegning
Bestemme den årlige energiproduktion
Beregne på elektromagnetiske komponenter og forstå deres formål og virkemåde
Skelne mellem forskellige generatortyper og forklare deres virkemåde
Beregne på de forskellige elektriske topologier, der er brugt i vindmøller
Analysere den historiske udvikling af forskellige vindmøllekoncepter og deres innovative udfordringer
Vurdere forskellige markedsmekanismer for handel med vindenergi og deres effekt på investeringer
Kursusindhold:
Aerodynamik: todimensional profilteori og tredimensionale effekter. Anvendelse af stripteori til bestemmelse af ydelsesberegninger for en rotor med given vridnings- og kordefordeling. Kontrol af vindmølle (stall, pitch eller variabel omløbshastighed). Struktur: aerodynamiske og inertielle laster. Udmattelsesberegninger af struktur. Nettilslutning eller stand-alone applikationer som eksempelvis vind-diesel systemer eller pumper. Placeringsproblematik: vindatlas, atmosfærisk grænselag og turbulens, terrænindflydelse og årlig vindfordeling. Elektriske forhold: beregning af elektromagnetiske komponenter. Generatortopologier inkluderet generatorer med og uden gear, samt direkte tilsluttet og konverter tilsluttet. Samfundsmæssige forhold: vindkraftens historie, ejerstruktur, innovationsforløb, videnbase og politik. Desuden en introduktion til omkostninger, markedsmekanismer og investeringer.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx
