donqi Urban Windmill

Transcriptie

1 informatiedocument behorende bij bouwaanvraag Deel A Deel B Informatie, configuratie en krachtwerking Specifieke configuratie met standaardtekening en -berekening behorende bij bouwaanvraag A1-A5 -

2 informatie Vergunningen Miniwindturbines zijn regulier vergunningsplichtig. Voor de zelf is geen milieuvergunning vereist conform Inrichtingen en Vergunningenbesluit Milieubeheer(IVB), artikel 2.1, bijlage I, Categorie Reclame-uitingen die op de venturi kunnen worden aangebracht worden in de vergunningstoets meegenomen. Geluid Op dit moment wordt een officieel geluidsonderzoek gehouden. Het geluidsonderzoek is een opvolging op een eerder uitgevoerd geluidsonderzoek *. De resultaten worden verwacht in januari 2010 *. De testresultaten zijn tot nu toe zeer positief en geven aan dat de een geluidsarme windturbine is die 1 á 2 db boven het geluidsniveau van de omgeving. Trillingen De is vrij van trillingen. Er bevinden zich trillingsdempers in de vleugel die onder de venturi zit. Deze zorgen ervoor dat er geen trillingen worden doorgegeven aan de mast en zodoende ook niet aan de onderliggende hoofddraagconstructie en/of bouwwerk. Schittering en schaduw Doordat de wieken in de venturi draaien treedt er nauwelijks schittering op. Bij het toepassen van zonnepanelen kan het van belang zijn om na te gaan of en waar er sprake kan zijn van schaduwwerking. De schaduwwerking is echter zeer beperkt omdat de een transparante opbouw heeft. Kleur en materialen Er zijn twee hoofdonderdelen te onderscheiden in kleur en materiaal. venturi Is van polyethyleen en heeft standaard de kleur RAL 9001(wit). Door middel van pilot-opstellingen wordt op dit moment onderzocht wat de invloed is van de kleur van de venturi en de mast t.o.v. de gebouwde omgeving en welke invloed hier van uit gaat op de beleving van de geplaatste windmolens. De venturi is geschikt om te worden gebruikt voor bedrukking. De drie wieken zijn van glasvezel versterkt nylon en zwart van kleur en het inwendige constructiekruis is van rvs 304 en heeft een naturel RVS-kleur. De vleugel die zich onder de venturi bevindt is altijd in de kleur van de venturi. In dit deel bevindt zich het anti-blokkeer-mechanisme, zelfrichtmechanisme en de trillingsdempers. De generator bevindt zich nu nog achter de propellers, de bedoeling is om deze in de ruimte onder de dop voor de propellers te plaatsen. De inventor bevind zich in een apart kastje binnen een straal van 30m van de generator. mast Is van verzinkt staal en heeft in principe de naturel kleur van verzinkt staal. Uitgebreide technische specificaties zijn op de website te vinden of op aanvraag * te verkrijgen. Veiligheid De is berekend op extreme belastingen conform de geldende normen en eisen. De zelfrichtzaamheid en de electronische rem zorgen ervoor dat de windmolen veilig is voor zijn omgeving. De wieken draaien daarbij ook nog eens in een rvs-ring, dit zorgt voor extra beveiliging als de wieken losraken door externe factoren. Het uitgangspunt voor de constructieve berekeningen is de windkracht die op het hart van de venturi werkt. Deze kracht is berekend bij het Nederlandse Lucht- en Ruimtevaart instituut en via windtunneltesten bij de TU-Delft gemeten. In de constructieve berekeningen wordt de gecontroleerd op deze windbelasting van 1200 kn, kantelveiligheid en op capaciteit van alle onderdelen. Zie voor de algemene constructieve krachtwerking pagina A4 en A5. In de bijlage B wordt voor de gekozen configuratie een specifieke berekening meegeleverd. In geval van kans op blikseminslag, kan de worden voorzien van een aluminium punt op de bovenzijde van de venturi. Hierdoor zal de bliksem worden afgeleid als de donqi aan de onderzijde is aangesloten op de aanwezige aarding. A1

3 informatie Plaatsing De plaatsing van de is gebonden aan een aantal voorwaarden die voortkomen uit de wens tot rendement, constructieve mogelijkheden en esthetica. In het algemeen kan gesteld worden dat ten aanzien van het: rendement : zal de windmolen niet te dicht naar de dakrand moeten worden geplaatst, de lengte van de mast dient minstens 1/3 boven de hoogte van het dichtstbijzijnde/onderliggende bouwwerk uit te komen, bij hogere bouwwerken is dit een factor 1/7. de onderlinge afstand tussen de windmolens meer dan 6m moeten bedragen de hoogte boven het dichtstbijzijnde obstakel minstens met mastlengte van 3,5m overstijgen het dichtstbijzijnde obstakel heeft tot een afstand van 10x de hoogte van het obstakel invloed constructieve mogelijkheden: de plaatsing is gebonden aan de onderliggende beschikbare hoofddraagconstructie en de mogelijkheid hierop belasting af te dragen of mogelijkheden voor bevestiging. De kan door middel van verschillende bevestigingsmogelijkheden op/aan en naast vrijwel elk bouwwerk worden bevestigd. esthetica Soms is de architectuur of stedenbouwkundige context een uitgangspunt voor de plaats en de manier van bevestigen. DonQi Urban Windmill wil zorgvuldig omgaan met de gebouwde omgeving en zal dan ook daar binnen haar mogelijkheden rekening mee houden. Vogels Voor het verjagen van vogels wordt in de venturi een sticker geplakt van de schaduw van een roofvogel. Vleermuizen detecteren de propeller en zullen om de venturi heen vliegen. CO 2 -factor De windmolen produceert stroom dat aan het net teruggeleverd zal worde. Afhankelijk van de bron die het net gebruikt zal de CO 2 -reductie variëren. De gemiddelde CO 2 -productie is in Nederland per kwh 445 gr. Gemiddeld zal de donqi rond de 530 kg CO 2 -productie per jaar besparen. Koudebrug Vooral bij toepassing van een dakdoorvoer is het noodzakelijk om deze geïsoleerd uit te voeren om een koudebrug te voorkomen. Het mastdeel zal, ter plaatsen van het dak, door een geïsoleerde dakdoorvoer worden doorgevoerd en tevens aan de bovenzijde worden afgesloten zodat er zich geen vocht in de mast kan ophopen. Bouwveiligheidsplan Bij het plaatsen houdt donqi zich aan de plaatselijke Bouwverordening. Afhankelijk van de hoogte van het bouwwerk gebeurt het plaatsen in de meeste gevallen met een 30ton mobiele kraan om de onderdelen op het dak te hijsen en/of als hulp bij de montage. Eventueel kan de windmolen zonder kraan maar met behulp van een hefmechaniek opgezet worden. A2

4 configuratie De donqi windmolen bestaat uit een gedeelte venturi met wieken, een mast en een voetplaat. De voetplaat onder de mast heeft als doel om deze eenvoudig op een betonnen constructie te monteren, Dit is niet altijd mogelijk, daarom zijn er zijn aanvullende systemen ontwikkeld voor toepassing op verschillende soorten dakconstructies of plaatsing op het maaiveld. Er zijn een aantal standaardconfiguraties bepaald met standaardmastlengten. Dit wordt bereikt door de eindmast te combineren met verschillende startmasten en/of koppelmasten. * Configuratie D: De kan met de voetplaat direct op de (beton)ondergrond worden gemonteerd, mits de ondergrond de krachten via de bevestiging kan opnemen. Configuratie Di: Als de niet direct op een deze ondergrond gemonteerd kan worden, dan is de volgende optie het bevestigen van de donqi op een industrieplaat, mits het dak het gewicht van de industrieplaat kan dragen. Configuratie Dis.: Mocht dit niet mogelijk zijn dan zal de donqi met industrieplaat op een tweetal stalen liggers worden gezet. De krachtafdracht kan nu op de onderliggende hoofddraagconstructie worden afgedragen door een juiste positionering van de stalen liggers. Configuratie Dw: De mast van de wordt aan gevels/wanden of kolommen van de hoofddraagconstructie bevestigd d.m.v. het gebruik van beugels. Configuratie Dgl: Dit is de plaatsing van de op het maaiveld met behulp van een of meerder industrieplaten. De laatste optie is de custum-made versie, optie cm. In opdracht van een cliënt kan de een afwijkende mastlengte en/of bevestiging worden ontworpen en berekend. In onderstaande tabeloverzicht zijn de opties weergegeven. De meest gebruikte standaardconfiguraties zijn in grijs aangegeven, de lengte van de mast wordt in mm achter de optienaam weergegeven. D 3500 Di 3500 Dis 3500 Dgl 7500 Dw 5500 D 4500 Di 4500 Dis 4500 Dgl Dw 7500 D 7500 Di 7500 Dis 7500 D-cm Di-cm Dis-cm Dgl-cm Dw-cm Di Dis Dw Dgl A3

5 krachtwerking De standaardberekeningen zijn gebaseerd op de volgende normen en uitgangspunten: NEN 6702 TGB1990 Belastingen en vervormingen NEN 6720 TGB1990 Voorschriften beton NEN 6770 TGB1990 Staalconstructies algemeen NEN 6771 TGB 1990 Staalconstructies stabiliteit NEN 6772 TGB1990 Staalconstructies verbindingen IEC ed windkracht Veiligheidsfactor 1,5 Windturbine/venturi Via theoretische onderzoeken voor de CFD berekening * zijn de krachten bepaald welke door de windmolen worden gegenereerd. Voor de IEC dient dit te gebeuren bij een windsnelheid van 55 m/s vergelijkbaar met een 1250 N/m2. Bij de donqi windmolen heeft de venturi een Cw waarde van 0,095 en de propeller een Ct van maximaal 0,25. Bij hogere windsnelheden daalt de Ct door toerental pitchen. Bij windsnelheden van 25m/s en meer is de Ct slechts 0,1. Fventuri = ½ ρ v2 Cw A = ½ 1,015 * 552 *0,095 * 1,378 = 205 N Fwieken = ½ ρ v2 Ct A = ½ 1,015 * 552 * 0,1 * 1,773 = 273 N Rekening houdend met storingen van de regeling zal de Ct kunnen stijgen naar 0,25 en de Fwieken wordt dan 681 N. De krachten die op de mast werken en de constructie van de windmolen zijn F venturi + F wieken (=F windmolen ) dit is maximaal 886 N. Uit de praktijk is recentelijk bij windtunneltesten * gebleken dat de maximaal optredende waarde 1100 N is. In verband met de dynamische invloed vanuit de windkarakteristiek wordt deze waarde verhoogd met een factor zodat het uitgangspunt voor de rekenwaarde 1200N wordt. Deze waarde wordt daarna verhoogd met de veiligheidsfactor van 1,5. A4

6 krachtwerking Mast Voor de mast zijn verschillende configuraties mogelijk met als basis een eindmast van 4 inch met een voetplaat of koppelring. Deze eindmast heeft een lengte van 1,5m indien deze gekoppeld wordt aan een koppelmast en/of startmast *. Hiermee kunnen een aantal standaard basisconfiguraties worden samengesteld. Zie ook het schema op pagina A3. Het basismateriaal van de masten is S235 JOH met een vloeigrens van 235 N/mm 2. De masten zijn voorzien van aangelaste koppelringen en kunnen door een boutverbinding aan elkaar gekoppeld worden. De koppelringen zijn met een dubbele hoeklas gelast. Alle stalen onderdelen zijn thermisch verzinkt met een minimale laagdikte van 75 micron. Naast statische belastingen geven dynamische effecten op de windbelasting een verminderende factor door demping van de wieken en de mast. In de mast zijn trillingsdempers verwerkt die opgewekte trillingen niet aan de constructie door geven en tevens een dynamische demping geven. Deze demping is afhankelijk van de lengte van de mast. De minimale gemeten demping met belasting-en trillingsonderzoek is 12 % en kan tot 21% oplopen bij een berekende demping met mastlengte en dempingkarakteristiek. De totale mast met koppelingen worden in de standaardberekeningen gedimensioneerd en gecontroleerd. Voetplaat en ankers Bij de startmast is een voetplaat * ontworpen, die via chemische ankers * op de onderliggende constructie kan worden vastgezet. De voetplaat heeft een minimale afmeting van 400x400 bij de 5 inch masten en 500x500mm bij de grotere masten. Het basismateriaal is verzinkt staal van S235 JR. De voetplaat en de ankers worden in de standaardberekeningen gedimensioneerd en gecontroleerd. Industrieplaat De windmolen kan geplaatst worden op een industrieplaat *. Deze hebben een afmeting van 2,0 x 2,0m. De industrieplaten zijn boven- en onderin voorzien wapening, een kruisnet van De betonkwaliteit is c50/60. Bij plaatsing op een industrieplaat direct op het dakvlak wordt tevens een geëxtrudeerde polystyreenplaat * van ca. 5cm dik geplaatst. Deze plaat wordt toegepast om oneffenheden en afschot in het dak te kunnen vereffenen en de druk te kunnen verspreiden en hierdoor neemt de wrijvingsoefficient toe. De dikte van de industrieplatenlaten wordt bepaald door de massa die benodigd is om voldoende kantelzekerheid te verkrijgen. Beschikbare diktes zijn 14, 16 en 18cm. indien nodig worden meerdere industrieplaten op elkaar gelegd en met 4x M16 draadeinden, contraringen Ø60mm, moeren en chemische ankers aan elkaar gekoppeld. Stalen liggers Indien het dak de belasting van de industrieplaat niet aankan, wordt de ballastvoet geplaatst/bevestigd op een secundaire frame van stalen liggers. Deze liggers worden op steunpunten gelegd, gunstig gepositioneerd t.o.v. de onderliggende hoofddraagconstructie. Zodoende is het mogelijk om de belastingen direct af te dragen op de hoofddraagconstructie zonder het dakvlak te belasten. Uitgangspunt is dat de met industrieplaat op de twee stalen HEA profielen wordt gelegd. Deze stalen liggers zijn standaard HEA160 en 6 meter lang maar kunnen desgewenst ingekort of zwaarder uitgevoerd kunnen worden, teneinde op elke onderconstructie te kunnen worden toegepast. Zelfrichtzaamheid en blokkeersysteem bij extreme belastingen De heeft een passief richtsysteem. Dit houdt in dat de windmolen zich altijd in de richting van de wind stuurt. Om de kabel niet te laten twisten, is er in een blokkade-inrichting ingebouwd, die ervoor zorgt dat de windmolen 7x kan ronddraaien. De laatste twee ronden worden gedempt door twee veren die ervoor zorgen dat de dynamische belastingen gering blijven en die de windmolen stevig terugduwen. Deze belasting heeft t.o.v. de windbelasting een te verwaarlozen invloed. A5