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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:31
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.