Windpower @ LTETT

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.

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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

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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

 

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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.

 

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Zählerschrank, Umrichter und Wechselrichter

Die erzeugte elektrische Energie wird vom Energieversorgungsunternehmen vergütet.

 

Schaltplan