Eine Besonderheit des Windkanals ist, dass nun gleichzeitige aerodynamische und akustische Messungen an Rotorblattprofilmodellen bei Betriebsreynoldszahlen möglich sind. Damit können alle erforderlichen Messungen im selben Kanal mit demselben Modell in einer einzigen Messkampagne durchgeführt werden. Der Kunde spart so Zeit und Modellkosten.

80 Mikrophone
„Für die neue Messstrecke wurde die Anzahl der Mikrophone in unserer akustischen Kamera auf insgesamt 80 verdoppelt“, sagt Nicholas Balaresque, Leiter des Grosswindkanals, „Je mehr Mikrophone, desto besser ist die Auflösung der Messung. Das heisst, dass das Geräusch des Prüflings umso besser vom Hintergrundgeräusch unterschieden werden kann.“

Besondere Schalldämpfer
Die einzelnen akustischen Sensoren sind in einer speziell für diesen Zweck entwickelten Verkleidung in die Messstrecke eingebaut. Dabei wurde sehr viel Entwicklungsarbeit geleistet, um die optimale Anordnung der Sensoren zueinander zu finden. Vervollständigt wird das komplexe System durch besondere Schalldämpfer, durch die der Signal-Rauschabstand zwischen dem Prüfling und dem Windkanal vergrössert wird.

Nicht invasives System
Das System ermöglicht so die genaue Lokalisierung und Vermessung von Schallquellen, die durch aerodynamische Effekte am Rotorblattprofil entstehen. Da der Hauptteil des Schalls an einer Windenergieanlage aerodynamisch verursacht ist, wird diesen Phänomenen bei der Rotorblattentwicklung zunehmend besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Ein Hauptaugenmerk gilt dabei der Rotorblatthinterkante als potenziell grösster Lärmquelle. Das System ist nicht invasiv, sodass keine Modifikationen am Modell für die Messung nötig sind. Dadurch eignet es sich gut zur Vermessung von Add-Ons, wie bspw. gezackten Hinterkanten.

Eine Hochgeschwindigkeits-Thermographiekamera unterstützt die akustischen Messungen, indem die Transitionslinie sichtbar gemacht wird, die den Umschlagpunkt vom laminaren in den turbulenten Bereich der Strömung beschreibt. „Die Lage der Transitionslinie beeinflusst massgeblich die Lärmentstehung der Blatthinterkante“, erklärt Balaresque.

Akustikmessungen bei Geschwindigkeiten bis 100m/s
„Wir können jetzt im Windkanal in kurzer Zeit verschiedene Konfigurationen unter realistischen Betriebsbedingungen testen. Speziell im Blattspitzenbereich sind Messungen von Profilen in Originalgrösse möglich“, so Balaresque weiter, „Akustikmessungen können bei Geschwindigkeiten bis 100m/s durchgeführt werden. Damit reagieren wir auf den Trend zu immer höheren Blattspitzengeschwindigkeiten.“

Text: Deutsche Windguard