Auf dieser Seite finden Sie einige Beispiele für Projekte:
Prototyp einer innovativen Windkraftanlage
alternativer Brennstoff "BriqFuel"
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AusgangslageWindkraftanlagen moderner Bauart haben einen hohen technischen Stand erreicht. Die Kritik an dieser Technik wächst jedoch. Im Umfeld von Windkraftanlagen beklagen Anwohner Lärmbelästigung, Infraschallphänomene, Schlagschatten, Lichtreflexe und die Beeinträchtigung des Landschaftsbildes durch die riesigen Rotoren. Die effiziente Nutzung der unerschöpflichen und sauberen Energiequelle Wind bietet jedoch noch viel Entwicklungspotential. Grundlegende Verbesserungen sind möglich. InnovationDer aerodynamisch optimierte Rotor verfügt über einen sehr hohen Leistungsbeiwert. In Designstudien zur Ästhetik wurde das Erscheinungsbild der Windkraftanlage positiv verändert. Der Vorteil dieser innovativen Windkraftanlage liegt in der Geräuscharmut, in der verbesserten aerodynamischen Effizienz und grösseren Wirtschaftlichkeit. Im Gegensatz zu konventionellen Rotoren wurde das neue Rotorblatt vom Zentrum bis zum Aussenrand der Rotationsfläche durchgehend als Tragflächenprofil gestaltet. |
Innovative Windkraftanlage |
DesignAkzeptanz,
Verbesserung der Ästhetik und der Einpassung in das Landschaftsbild sind
wichtige Entwurfskriterien. Mit einer elementaren und naturnahen Gestaltung
wurde eine neue ästhetische Qualität erreicht. Die Formgebung des dreiflügligen Rotors erlaubt einen harmonischen, fliessenden Bewegungsablauf
und vermittelt dem Betrachter ein attraktiveres Erscheinungsbild. Förderung Die
Entwicklung wurde durch Zuwendungen des Landes Nordrhein-Westfalen im Rahmen der
Landesinitiative Zukunftsenergien NRW aus dem Programm "Rationelle
Energieverwendung und Nutzung unerschöpflicher Energiequellen – REN",
Programmbereich "Technische Entwicklung" sowie durch das EU-Programm
"Gemeinschaftsinitiative KMU" unterstützt. |
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Testlauf im Windkanal |
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AuszeichnungDie neue Windkraftanlage ist mit dem Innovationspreis Ruhrgebiet 1998 ausgezeichnet worden. Der Preis wurde vom Kommunalverband Ruhrgebiet, der WAZ-Mediengruppe und der Alfried Krupp von Bohlen und Halbach-Stiftung verliehen. |
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Ausstellung Die innovative Windkraftanlage ist eines von 2000 Exponaten der Dauerausstellung der Stiftung "Haus der Geschichte der Bundesrepublik Deutschland", Bonn. |
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Weitere Entwicklungsvorhaben auf dem Gebiet der Windkraft werden durch das CRAFT - Programm "Energy, Environment And Sustainable Development" der Europäischen Kommission gefördert. (CRAFT:
Cooperative Research Action For Technologies) |
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Stahl-Innovationspreis
2009 Aus
644 eingereichten Vorschlägen hat die Jury die besten Projekte ausgewählt. Das
Projekt "Leichtbau-Rotorblatt für Windkraftanlagen" des Ingenieurbüros
Prof. Dr. Hafner gehört als Finalist in der Kategorie " Stahl in Forschung
und Entwicklung / Verfahren" zur Gruppe der besten Einreichungen.
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Leichtbau-Rotorblatt für Windkraftanlagen Zahlreiche
Windkraftanlagen werden zur Nutzung besserer Windverhältnisse auf offener See
errichtet. Während große Turbinen heute Nennleistungen von 5 MW besitzen, sind
bei der nächsten, speziell für den Offshore-Einsatz konzipierten
Anlagengeneration, Rotorleistungen bis zu 10 MW geplant. Die dazu erforderliche
Vergrößerung der Rotordurchmesser von jetzt rund 120 m auf bis zu 160 m
erfordert völlig neue Konstruktions- und Werkstoffkonzepte. Das
Ingenieurbüro Prof. Dr.-Ing. Hafner hat ein neuartiges Leichtbau-Rotorblatt in
Kohlenstofffaser-Verbundbauweise entwickelt, das sich durch wirtschaftliche
Herstellbarkeit und ein verbessertes Verhältnis von Eigengewicht zu dynamischer
Belastbarkeit auszeichnet. Durch spezielle Spannglieder aus hochfestem Stahl wird der tragende Querschnitt des Rotorblatts bereits bei der Herstellung vorgespannt. Die im Betrieb auftretenden Verformungen werden dadurch ganz oder teilweise kompensiert, was die Bauteilbeanspruchung reduziert. Die verbesserte Materialausnutzung erlaubt zudem eine schlankere Ausführung des Rotorblatts ohne Einschränkungen bei Betriebssicherheit und Lebensdauer. Bei gleicher Blattlänge kann das Bauteilgewicht im Vergleich zu konventionellen Bauweisen um mehr als 25% verringert werden. |
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Schutzrechte angemeldet |
Bild: Rotorblatt, Leichtbaukonstruktion für Multi-Megawatt-Windkraftanlagen |
Schwimmende Offshore-Windkraftanlagen nach dem TLP-Prinzip
Innovatives hochfestes Rotorblatt für Windkraftanlagen im Multi-MW-Bereich
Modifizierte Halbtaucherkonstruktion der Plattform
Verankerungskonzept für Wassertiefen von 50 bis 300 m
Windkraftturm als Rohrfachwerk
Stromerzeugender Einheit an der Basis der Konstruktion
Wind
turbines at sea are well known, but until today they have had to be sited in
shallow water so the base structure can be fixed to the seabed. New research
projects investigate the technical and economical feasibility of large floating
wind energy systems in deeper waters of 50 m to 200 m. The deployment of wind
power technology on floating platforms offers a promising solution for
harnessing wind energy at these depths. It is assumed that floating wind
turbines will have better economics than bottom mounted wind turbines because of
the strong offshore winds. Floating turbines are expected produce up to double
electricity per year per installed megawatt as wind turbines now in operation.
The optimal design concept for floating turbines is still unknown.
The
BureauHafner focuses on the development of floater concepts for the support of
large wind turbines and its subsystems. The Bureau developed a specific wind
tower design with high stability and low weight (patent pending).
The
modified floating platform concept is based on the design of a tension leg
platform developed already by the offshore oil and gas industry. This
development results in a cost-effective structure that will provide a solution
to the deepwater issues and avoid the need to install the wind turbine on the
platform while at sea.
A
key cost component is the anchorage technology. Today these costs are in the
same order as for the floating platform itself. The chore of anchoring the
floating platform could make the cost of the technology prohibitive. Potential
alternatives have to be developed. BureauHafner has undertaken to develop an
innovative and cost effective anchorage system for floating offshore wind
turbines.
Last
but not least, the rotor blade is the most important component. BureauHafner
developed an innovative large rotor blade for wind turbines > 5 MW which has
been designed as a pre-stressed lightweight structure with
high aerodynamic efficiency (patent pending).
The
basic features of dynamic loading of marine structures has come about as a
result of the need to build economic structures in deeper water, in faster flows
and worse wave conditions. Additionally the offshore wind regime requires a more
critical estimate of the real design loads for the floating wind turbine system.
It has to be emphasized that more detailed analysis techniques of these combined
loads are still the subject of development.
Herstellung
eines alternativen Hartbrennstoffs
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Mit der patentierten BRIQFUEL(R)-Technologie können organische Abfälle und nicht recycelbare heizwertreiche Mischkunststoffe effizient, kostengünstig und umweltfreundlich in einen alternativen Hartbrennstoff gewandelt werden. Als Rohstoff für die Brennstoffherstellung eignen sich Haus- und Gewerbemüll, Altkunststoffe, Kunststoffgemische und die Shredderleichtfraktion aus der Altautoverschrottung.
Homogenisierter Hartbrennstoff mit einstellbarem Heizwert
Produktorientierte Massnahmen zum integrierten Umweltschutz
Schadstoffbindende Eigenschaften
Gute Transport- und Lagerfähigkeit des Brennstoffs
Reduzierter Aufwand für die Rauchgasreinigung
Sehr geringe Chlorfracht im Rauchgas
Elutionsfreie Verbrennungsrückstände, Verwendung als Baustoff
Attraktive Wirtschaftlichkeit
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Rohmaterial für den Hartbrennstoff / Raw material for solid fuel production | Pelletierter
Sekundärbrennstoff aus Shredderleichtfraktion /
Pelletised alternative fuel made from shredder light fraction and additives |
Verarbeitung
Das
angelieferte Rohmaterial wird vorbehandelt, zerkleinert, getrocknet und von
metallischen Störstoffen und mineralischen Feinteilen getrennt. Spezielle
Verfahrenstechnik steuert den Verarbeitungsprozess. Das heterogene
Rohstoffmaterial wird unter Zumischung eines Additivs als Bindemittel
schrittweise homogenisiert und gepresst.
Produktintegrierter
Umweltschutz (PIUS)
Bereits
bei der Herstellung, d.h. an der "Quelle" wird der Brennstoff so
konditioniert, dass bereits während der Produktion und Zwischenlagerung
schadstoffhaltige Emissionen vermieden werden. Die im Rohmaterial enthaltenen
Schadstoffe werden physikalisch-chemisch immobilisiert und dauerhaft
eingeschlossen. Die bei der energetischen Nutzung anfallenden festen Rückstände
sind fast vollständig auslaugstabil und inert.
Energie
Aus
einer Tonne Rohmaterial wird ca. eine Tonne Brennstoff produziert. Je nach
Zusammensetzung und Anteil des Additivs kann der Heizwert des Hartbrennstoffs
schon bei der Herstellung auf Werte zwischen 12 und 18 MJ/kg eingestellt werden.
Wirtschaftlichkeit
Die
Kosten der Brennstoffherstellung liegen deutlich unterhalb der bekannten
Entsorgungskosten für die Müllverbrennung. Das Verfahren ist erprobt und
patentiert, es liegen wissenschaftliche Gutachten und Analysen vor. Der
Brennstoff ist unbegrenzt transport- und lagerfähig, äusserst abriebfest sowie
hygienisch und ökologisch unbedenklich. Der Eigenbedarf an Energie zur
Brennstoffherstellung erfordert ca. 15 % der im Brennstoff enthaltenen
Heizenergie.
Fazit
Das
innovative Verfahren zur Herstellung eines alternativen Hartbrennstoffs stellt
eine sichere und ökologisch verträgliche energetische Verwertung nicht
recycelbarer Reststoffe zu wirtschaftlich akzeptablen Kosten dar. Damit steht
ein umweltfreundliches Konzept zur dezentralen Energieversorgung mit Kraft-Wärme-Kopplung
zur Verfügung.
Schutzrechte für die Verfahrenstechnik sind angemeldet.
BRIQFUEL®
ist ein eingetragenes Warenzeichen für den patentierten Brennstoff.
Die
Marke BRIQFUEL® wird gebildet aus:
BRIQuette (engl.) = Brikett, geformte Presskohle und FUEL = Brennstoff
Briqfuel(R)
Technology
Production
of an alternative solid fuel
The
BRIQFUEL(R) Technology converts organic waste and plastic residues into an
alternative solid fuel. This patented process works efficiently, economically
and environmentally friendly and is superior to other products. The raw material
with a high calorific value can e.g. be urban and industrial waste,
non-recyclable plastic residues or shredder light fraction from vehicle
scrapping.
Processing
The
delivered raw material has to be conditioned, shredded and dryed. Metallic
pieces and mineral fines have to be separated. Specific technique controls the
processing. The heterogeneous raw material will be mixed with an additive and
after that the product becomes a highly compressed homogeneous matrix.
Product
with integrated properties for environmental protection
Already at the beginning of the process, i.e. at the "source" the fuel production is conditioned so very low hazardous emissions occur. The hazardous substances, contained in the raw material are bonded physico-chemically and embedded permanently. Those solid residues (ash) to be left from the energy recovery have a very low solubility.
Energy
One
ton of conditioned raw material yields nearly one ton of solid fuel. Depending
on the mixture and proportion of the additive the calorific value of the solid
fuel is adjustable between 12 MJ/kg and 18 MJ/kg.
Economy
The
costs of the fuel production are considerably lower than those of waste
incineration. The process of fuel production is tested and patented. Expertises
and analyses are available. Briqfuel® has an unlimited period of usage and
storage, it is resistant to abrasion, completely safe to use and represents no
health hazard. The fuel production supply requires approx. 15 percent of the
contained heat energy.
Résumé
The
innovative procedure to produce solid fuel represents a safe and ecologically
compatible recovery of non-recyclable residues for economically justifiable
costs. So there is an alternative concept for the decentralised supply of
combined heat and power generation.
Patent
pending
BRIQFUEL
(R)
is a registered trademark
N.B.:
The trademark BRIQFUEL® combines the
words BRIQuette and FUEL