Integration von Windkraftanlagen in Gebäude
Windkraftanlagen funktionieren nach dem Prinzip der Umwandlung der Energie bewegter Luft in Elektrizität. Ihr Einsatz zur Energiegewinnung bietet zahlreiche Vorteile, zu denen auch ihr geringer Wartungsaufwand zählt. Ein weiterer Vorzug ist ihre Kosteneffektivität, da Windenergie eine billige Technologie zur Nutzung erneuerbarer Energien ist. Allerdings gab es bei Windkraftanlagen immer wieder Akzeptanzprobleme, weil sie häufig als Fremdkörper angesehen werden, die sich nicht harmonisch in die natürliche Landschaft einfügen. Ein Projekt im Rahmen des EU-Förderprogramms NNE-JOULE C hat sich deshalb mit der Entwicklung von Windkraftanlagen und Möglichkeiten zu ihrer Integration in bebautes Gelände beschäftigt. Eine Aufstellung dieser Anlagen in bebauten Gebieten verkürzt nicht nur die Wege zwischen Energieerzeuger und Verbrauchern, sondern könnte auch ein "Null-Energie-Gebäude" möglich machen. Zugleich wurde im Projekt berücksichtigt, dass in bebauten Gebieten in Europa meist nur niedrige bis mäßige Windgeschwindigkeiten herrschen, wodurch bestimmte technologische Anforderungen zu erfüllen sind. Das Konsortium der europäischen Forscher setzte sich zudem das Ziel, Anlagen zu schaffen, die wenig Lärm verursachen und ästhetisch ansprechend sind. Windkraftanlagen dürfen für eine effektive Integration in bebaute Gebiete die Gebäude nicht nennenswert überragen, sondern müssen sich in die Gebäudestrukturen einfügen, was jedoch bislang noch nicht realisiert wurde. Deshalb erstellte eines der Konsortiumsmitglieder - ein niederländisches Unternehmen - einen Vorentwurf und eine Analyse der Festigkeit von Stützkonstruktionen für Windkraftanlagen in bebauten Gebieten. Als erstes analysierten sie unter Anwendung einer herkömmlichen und standardisierten Methodik die Lasten, denen die Anlagen und Gebäude ausgesetzt sind. Zu dieser Analyse gehörte auch eine Sichtung und Beurteilung der verfügbaren Windenergie sowie der Industriestandards im Bauwesen. Es wurden verschiedene Grundkonzepte zur Integration von Windkraftanlagen in Gebäude erarbeitet, bei denen die eigentlichen Turbinen an der Fassade aufgehängt, auf Gebäudedächern oder zwischen zwei Türmen hängend angeordnet sind. Diese Konzepte wurden dann nach qualitativen und quantitativen Kriterien wie z.B. der Wartung, Ästhetik und Fertigung bewertet. Weitere Kriterien waren die Auswirkungen der Windenergieproduktion und das Festigkeit-Gewichts-Verhältnis. Anschließend fertigten die niederländischen Forscher eine detaillierte Konstruktionsstudie für die Aufhängung einer Windturbine zwischen zwei Türmen an - ein besonders erfolgversprechendes Konzept. Mechanisch erwies es sich als machbar, und viele Optionen erfüllten die Anforderungen an die Festigkeit. Besonders erwähnenswert ist, dass diese Anforderungen bei vernünftigem Materialeinsatz, vertretbaren Belastungen und begrenzten Deformationen erfüllt wurden. Insgesamt hoffen die Forscher, dass dieses Ergebnis eine Basis für eine künftige strukturelle Optimierung hilfreich sein und die Integration von Windkraftanlagen in Gebäude vereinfachen könnte. Unter der Angebots-ID 784 finden Sie ein weiteres Ergebnis aus diesem Projekt.
