Messung des strömungsbeeinflussenden Kontaminationsgrads von Rotorblättern mittels thermografischer Strömungsvisualisierung / Measurement of the rotor blade contamination level by means of thermographic flow visualization

Abstract

Zusammenfassung Die aerodynamische Leistungsfähigkeit von Windenergierotorblättern wird durch Erosion und Kontamination der Rotorblattvorderkante negativ beeinflusst. Konventionelle Verfahren zur Messung der Strömungsgrenzschicht an Windenergierotorblättern sind invasiv und beeinflussen die zu messende Strömung. Daher wird ein nicht-invasives, auf der thermografischen Strömungsvisualisierung basierendes Verfahren vorgestellt, mit dem sich der Grad der Strömungsbeeinflussung aufgrund von Erosion und Kontamination erstmals an realen Windenergieanlagen in Betrieb quantifizieren lässt. Dies erfolgt über die Lokalisierung des laminar-turbulenten Strömungsumschlags und einer geometrischen Zuordnung der zweidimensionalen Kameramessdaten zur dreidimensionalen Rotorblattgeometrie. Eine exemplarische Messung an einer 1,5MW Windenergieanlage offenbart einen Kontaminationsgrad von bis zu 5,2% bei einer Messunsicherheit von 0,1 %.