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pte20220120004 Produkte/Innovationen, Forschung/Entwicklung

"Eulenflügel" machen Windgeneratoren leise

Forscher der Xi'an Jiaotong University denken Abrisskante von Flugzeug- und Drohnenturbinen neu


Eule: Lärm mindern nach dem Flügelvorbild des Tieres (Foto: en.xjtu.edu.cn)
Eule: Lärm mindern nach dem Flügelvorbild des Tieres (Foto: en.xjtu.edu.cn)

Xi'an (pte004/20.01.2022/06:15) -

Das Design der Eulenflügel soll zum Vorbild für die Abrisskante von Flugzeug- und Drohnenturbinen sowie von Windenergieanlagen werden, zumindest wenn es nach Forschern der Xi'an Jiaotong University http://en.xjtu.edu.cn geht. Den dadurch, so die Fachleute, soll die Lärmbelästigung sinken.

Formänderung beim Flug

"Eulen produzieren aufgrund ihrer einzigartigen Flügelkonfiguration etwa 18 Dezibel weniger Lärm als andere Vögel bei ähnlichen Fluggeschwindigkeiten", sagt Forschungsleiter Xiaomin Liu. Zum Vergleich: Eine Minderung um drei Dezibel bedeutet eine Halbierung des Lärms. Während des Fluges ändere sich die Form des Flügels ständig. "Deshalb ist die Untersuchung der Flügelkantenkonfiguration während des Eulenfluges von großer Bedeutung." Lärm an technischen Flügeln entsteht durch Turbulenzen an deren Hinterkanten. Daher hat auch der Auricher Windgenerator-Hersteller Enercon http://enercon.de an den Hinterkanten der Rotoren Sägezahnstrukturen zur Dämpfung der Turbulenzen angebracht.

Liu glaubt, dass es noch besser geht. Sein Team nutzt Lärmberechnungs- und Analyse-Software, um eine Reihe detaillierter theoretischer Untersuchungen an Tragflächen mit Eigenschaften durchzuführen, die an Eulenflügel erinnern. Die dadurch hervorgerufene Dämpfung der Turbulenzen reduzieren tatsächlich den Lärm. Interessanterweise sind asymmetrische Zacken effektiver als ihre symmetrischen Gegenstücke, heißt es.

Tragflächen neu denken

Die Geräuschreduzierung variiert mit unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Daher sollten die Tragflächenkonstruktionen, basierend auf der spezifischen Anwendung, weiter bewertet werden. An den Hinterkanten der Flügel von Windturbinen finden sich drehzahlabhängig komplexe Turbulenzen, die eine allgemeinere Lärmreduzierungstechnologie erfordern. Die Untersuchung von Lärmminderungstechniken unter dem Einfluss verschiedener Strömungen würde ihre Schlussfolgerungen universeller machen. Die Forscher glauben, dass ihre Arbeit als wichtiger Leitfaden für das Tragflächen-Design und den Lärmschutz dienen wird.

Möglicherweise müssen die Zacken an den Hinterkanten steuerbar sein, sodass sie sich an die jeweiligen Turbulenzen anpassen lassen, die drehzahlabhängig sind. Erfolge würden nicht zuletzt die Anwohner von Flughäfen und die Nachbarn von Windenergieanlagen freuen. Vielleicht könnten dann auch die teilweise rigiden Abstandsregeln gelockert werden, die den Bau von Mühlen in der Nachbarschaft von Wohngebieten regeln.

(Ende)
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