Windenergieanlagen (WEA) werden meist in Windparks gebaut. Sie sind permanent den Turbulenzen des Windes und der Nachläufe stromaufwärts stehender WEA ausgesetzt. Diese Arbeit widmet sich daher der Entwicklung der kleinskaligen Turbulenz im Nachlauf. Anhand von Windkanalversuchen wird der Einfluss der Einströmturbulenz auf die Turbulenz im Nachlauf untersucht. Ein statisches Rotormodell und eine Modell-WEA werden verschiedenen Strömungen, laminar und turbulent, ausgesetzt. Außerdem wird die Turbulenz im Nachlauf einer Windparkkonstellation untersucht. Die Daten werden stochastisch mithilfe von Ein- und Mehrpunktstatistiken analysiert. Verschiedene Nachlaufregionen können identifiziert werden. Stromabwärts gleichen sich die Nachläufe beider Objekte, und es lässt sich ein Nachlaufkern identifizieren, der Eigenschaften homogener, isotroper Turbulenz aufweist. Die Ergebnisse sind nahezu unabhängig von der Einströmturbulenz. Die Modell-WEA prägt der Strömung somit eine eigene Turbulenz auf. <dt.>
Wind turbines are clustered in wind farms and they operate in the turbulent atmospheric boundary layer. Thus, wind turbines are permanently exposed to turbulence from the wind and the wakes created by upstream turbines inside a wind farm. This thesis aims to examine the evolution of turbulence in the wake downstream the turbine. Wind tunnel experiments are carried out downstream a model turbine and a specially designed porous disc to investigate the influence of different turbulent inflows on the wake development. The data is analyzed with respect to common turbulent features using one and two point statistics. Five turbulence regions can be identified in the wakes. These regions are common for all experiments but differ in their locations. In the far wake of all cases a core region with universal properties of homogeneous isotropic turbulence is found. The results are independent on the inflow conditions, which is interpreted as the turbine imprinting its own turbulence onto the flow. <engl.>
Der schnellwachsende Markt von Gebäudeintegrierten Photovoltaik Produkten und - Anwendungen erhöht den Bedarf an vielseitigen und neuartigen Photovoltaik-Modulen. Dünnschicht Silizium Photovoltaik hat in diesem Feld durch ihre Flexibilität einen großen Vorteil gegenüber anderen. Um die Depositionszeit (und damit die Produktionskosten) dicker Tandemzellen zu verringern, können die Silizium Absorberschichten mit Germanium verbessert werden. µc-Si1-XGeX:H Absorber wurden untersucht, die bei gleicher Effizienz eine geringere Schichtdicke aufweisen. Eine Simulation von Solarmodulflächen in Oldenburg zeigt eine höhere Einstrahlleistung für bifaciale Module in senkrechter Aufstellung unabhängig der Orientierung im Vergleich zu konventionell installierten, monofacialen Solarmodulen. Einfach-Stapel Solarzellen können durch eine Modifikation der n-Schicht auf Transparenz in Solarzellen mit einer sehr hohen Bifacialität von 95 % verwandelt werden. Diese eignen sich hervorragend für verschiedenste, teiltransparente building integrated photovoltaic (BIPV) Anwendungen. <dt.>
The growing market of building integrated photovoltaic applications and projects increases the demand for versatile and novel photovoltaic modules. Thin-film silicon solar cells have a significant advantage over other photovoltaic module types because of their high flexibility. Silicon absorber material can be enhanced by adding germanium. Using the advantages of a band-gap reduced by the addition of germanium enables the absorption of light with a longer wavelength. The µc-Si1-XGeX:H absorbers investigated show the same efficiency as the µc-Si:H absorbers but with reduced thickness. Simulations of different planes of orientation and tilt that were simulated in terms of irradiance for bifacial modules. Results show that, even for Oldenburg, vertically installed modules with high bifaciality can receive more irradiance than monofacial modules with optimum tilt and orientation. A bifaciality of over 95 % can be achieved for single junction cells by redesigning the n-layer for high energy light transparency. The result is a semi-transparent bifacial solar module which meets the demands of many building integrated photovoltaic applications. <engl.>
