Windpower@LTEtt
Im Jahre 2007 entstand die Idee, neben der Photovoltaikanlage auch ein Windrad auf das Dach des Lycée Technique d’Ettelbruck zu errichten.
Im Schuljahr 2007/2008 planten zwei Schüler einer 12. Klasse im Fach „Energie und Umwelt“ die Anlage. Der Aufstellungsort wurde bestimmt, ein geeignetes Windrad ausgewählt und ein für die Dachkonstruktion geeigneter Mast bestimmt.
Technische Daten:
Windrad
Beim Windrad handelt es sich um ein Windrad von Braun Windturbinen mit folgenden technischen Daten:
| Antaris 1,7KW | |
| Rotor | 3 GFK – Rotorblätter; Ø 3,50 m; geräuscharm durch Winglets; stallgeregelt |
| Generator | getriebelos; bürstenlos; 3-phasig; Permanentmagnetrotor (NdFeBo); 10- polig |
| Stromableitung | Schleifringe / Kabel |
| Spannung | Bis 500VDC |
| Leistung | 1700 W |
| Einschaltgeschwindigkeit | 2,4 m/s |
| Nenngeschwindigkeit | 12 m/s |
| Überlebensgeschwindigkeit | 55 m/s |
| Sturmsicherung | Spannungsüberwachung; Helikopterstellung |
| Gewicht | 89 kg |
Mast
Beim Masten wurde auf einen Kippmast zurückgegriffen, um gegebenenfalls Veränderungen an der Anlage vorzunehmen. Der Mast wurde von der Firma Thill aus Asselborn berechnet und konstruiert.
Technische Daten des Mastes
- Mast aus Stahlrohr, Ø139,7 x 5,0mm – Qualität S235
- Mastkopf mit Flansch Ø220 x 10,00 – identisch mit Fussflansch WKA
- Mastfuss mit Scharnier, zum Umlegen mittels Greifzug o.ä.
- 2 schwere Befestigungsschellen am Gebäude, mit Klemmschraube und Sicherungsbolzen mit Vorhängeschloss, der unbefugtes Aufschrauben der Schellen verhindert.
- maximaler Windwiderstand der Anlage, laut Herstellerangaben ………………………………………………………………………. 1,40 kN
- Gewicht der Anlage, Herstellerangabe ………………….. 0,75 kN
- maximaler Winddruck auf das Mastrohr, Herleitung siehe Anlage 08 ……………………………………………………………………… 0,858 kN/m2
Auflegerreaktionen
Senkrecht auf das Scharnier
Fv= 0,75 + 6,0 x 0,166 = 1,75 kN
Waagerecht auf die Schellen
FH=(1,40×3,93 +0,858×0,14×3,932 /2)/1,25= 5,14kN
Biegemoment im Rohr an der oberen Befestigung
Moment durch Windeinwirkung
M=1,40×3,93 +0,858×0,14×3,932 /2 = 6,43kNm
Durchbiegung
f1=1/3x140x393,03 /2,10/106 /480,5= 2,81cm f2=1/8×85,8×0,14×3,93×393,03/2,1/106 /480,5= 0,36cm f= 3,17 cm
Sekundäres Moment durch Auslenkung M’=(0,75+1⁄2×6,0x0,166)x3,17×10-2 =0,04kNm
Biegespannung im Rohr
σ= 1,50 x 6,50 x 103 / 68,80 = 142 N/mm2 (1,50 = dynamischer Beiwert)
Sicherheit gegenüber der Streckgrenze k= 240 / 142 = 1,69
Elektrische Installation
Der erzeugte Strom wird über einen Netzwechselrichter (Windy Boy 1100) in das öffentliche Netz eingespeist.
Zählerschrank, Umrichter und Wechselrichter
Die erzeugte elektrische Energie wird vom Energieversorgungsunternehmen vergütet.
