Christian Bernd Schmitz

Durch Optimalregelung nutzbare Gezeitenenergie


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ISBN:

978-3-8440-8844-1

Series:

Forschungsberichte zur Fluidsystemtechnik
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Peter F. Pelz
Darmstadt

Volume:

Keywords:

Gezeitenkraft; freie Oberfläche; Potential; Optimalregelung

Type of publication:

Thesis

Language:

German

Pages:

110 pages

Figures:

24 figures

Weight:

162 g

Format:

21 x 14,8 cm

Bindung:

Paperback

Price:

45,80 € / 57,30 SFr

Published:

November 2022

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RIS

Abstract:

Die zentrale Frage bei der Charakterisierung von möglichen Standorten für Gezeitenturbinen ist die Frage nach der dort erzielbaren Energieausbeute.
Die Dissertation gibt eine valide obere Grenze für die Leistungsausbeute von regelmäßigen Turbinenfeldern in Gezeitenkanälen. Ausgehend vom Aktuatorscheibenmodell von Pelz et al. (2020) wird ein Modell für ein reguläres Turbinenfeld aus in Reihe geschalteten Stufen hergeleitet. Es wird gezeigt, dass sich die Abhängigkeit des Systemwirkungsgrads von Stufenzahl, Versperrungsgrad und relativer Volumenstromreduktion in guter Näherung durch einfache rationale Funktionen beschreiben lässt. Die analytische Lösung des Optimierungsproblems ergibt damit ein einfaches Gesetz für die optimale Regelung von Turbinenfeldern und die erzielbare maximal mögliche Leistungsausbeute. Diese sind ausschließlich von Versperrung und Stufenzahl abhängig.
Die hergeleitete Gesetzmäßigkeit gibt somit die Möglichkeit, die erzielbare Energieausbeute für ein gegebenes Felddesign – also Größe, Anzahl und Positionierung der Turbinen – aus den gemessenen Pegelhöhen und Strömungsgeschwindigkeiten des Standortes zu überschlagen.