Diskussion:Windkraftanlage/Archiv/2005

Archiv: Vor dem 26. Oktober 2003, 26. Oktober 2003 bis 28. März 2004

Fragen

Als LAIE hab ich eins nie verstanden, es heißt immer es müssen wenig Flügel sein, weil sonst die Windgeschwindigkeit abgebremmst wird. Wenn die Windanlage viele Flügel hat, ist sie nämlich ein Langsamläufer mit weniger Effizienz. Zitat:
Ein solcher Fall würde bedeuten, dass hinter der Windenergieanlage die Luftmassen ruhen und sich vor ihr unendlich aufstauen würden.

Wo ist da eigentlich das Problem? Bei klassischen Segelschiff war das doch auch der gewollte Effekt, maximale Leistung hat das Schiff nur, wenn der Wind frontal auf möglichst viel Segelfläche trifft bzw. aufgestaut wird. Genau wie bei der klassischen Windmühle, wo große breite Blätter, die Energie auf den tonnenschweren Mühlstein übertragen. Ebenso bei den Mühlen für Wasserpumpen. Alles Vielblätter bzw. oder Blätter mit großer Fläche, die fast den gesammten Drehkreis abdecken. Um so mehr die Luftmassen sich vor der Anlage aufstauen um so höher der Druck, den die Anlage auf den Generator übertragen kann.

Man gibt also sehr wohl zu, das für direkte mechanische Arbeit, sich diese Form der Windräder eignen und die modernen Windräder weniger. Das versteh ich nicht! Die elektrische Energie moderner Windräder, ist doch auch nur mechanische über das Getriebe gewonnene.

Wieso muss sich ein Windrad max. schnell drehen? Wenn ein modernes Windrad nur 2 Blätter hätte, wovon aber jedes ca. 50% des gesammten Drehkreises abdeckt, dann macht es wahrscheilich auch bei Sturm kein 10Umdrehungen in der Minute.

Aber theoretisch könnte man doch auch damit mehr Energie gewinnen als beim Schnellläufer oder nicht? Das wäre doch nur eine Frage wie man den Winddruck optimal über das Getriebe umsetzt bzw. im richtigen GANG?

Ashsert

Im Voraus gesagt: das hier ist kein Kurs für Windkraftanlagen :-) Ich versuche mich mal, deine Fragen zu verstehen und zu beantworten ...

du hast verschiedene Fragen angesprochen:

es müssen wenig Flügel sein, weil sonst die Windgeschwindigkeit abgebremmst wird.

der Wind wird immer abgebremst, egal, wie viele Flügel ein Windrad hat

Wenn die Windanlage viele Flügel hat, ist sie nämlich ein Langsamläufer mit weniger Effizienz.

das ist in der Praxis nicht falsch: viele Flügel = große Bedeckungsfläche (der Rotorkreisfläche) = Langsamläufer = weniger Wirkungsgrad, wenige Flügel = kleine Bedeckungsfläche = Schnellläufer = höherer möglicher Wirkungsgrad ... aber prinzipiell ist auch ein Langsamläufer nicht uneffizient und in manchen Bereichen auch das Arbeitsmittel der Wahl (Westernmill)

Warum kann man nicht 100 % der Luftbewegung in eine Drehbewegung umsetzen:

stell dir doch einfach die Luft mal als Wasser vor, das Windrad als Schiffsschraube - die Schiffsschraube dreht sich in einem Rohr, in dem das Wasser fließt - wenn jetzt dem Wasser durch die Schiffsschraube alle Energie entzogen wird, bewegt es sich nicht mehr - d. h. aber auch, es kann nicht mehr wegfließen, es steht auf der Stelle - damit kann aber auch kein Wasser mehr nachfließen, es gibt einen Rückstau, der Rotor kommt zum Stillstand ... aber das ist ja nicht gewünscht. In der Praxis kommen noch ein paar mehr Details dazu, z. B. findet in der Ebene des Rotors eine Aufweitung der anströmenden Luftmassen statt

Das wäre doch nur eine Frage wie man den Winddruck optimal über das Getriebe umsetzt bzw. im richtigen GANG?

das mit dem Gang, was du angesprochen hast, ist schon gar nicht so schlecht - für das Betreiben einer Windmühle, eines Sägewerks oder einer Wasserhebepumpe braucht es ein hohes Anlaufdrehmoment, bzw. ein hohes Drehmoment bei kleinen Drehzahlen (oder umgesetzt in eine Längsbewegung einen großen Schub oder Zug ...) - benötigt wird das für das Drehen der Mühlsteine oder zum Bewegen des Sägeblatts - das entspricht ungefähr dem ersten Gang beim Auto und dem Anfahren am Berg; um einen Generator zu treiben, braucht es eher höhere Drehzahlen (das hängt auch mit den notwendigen 50 oder 60 Hz des öffentlichen Energieversorgungsnetzes zusammen, auf das ja im Allgemeinen aufsynchronisiert wird). Hier ist eher die möglichst gleichmäßige Drehung bei hoher Drehzahl gefragt, das entspricht dann eher der Autobahnfahrt. Das ist zwar sehr vereinfacht, aber so kannst du dir das vielleicht ungefähr vorstellen.

Wieso muss sich ein Windrad max. schnell drehen?

Ein Windrad muß sich nicht maximal schnell drehen - da gibt es mehrere Faktoren, die dagegen sprechen, ich kann mich allerdings nur noch an zwei erinnern: die Flügelspitzen dürfen nicht zu schnell werden, da sie sonst viel zu laut werden und je größer die Drehzahl ist, desto schwieriger werden die dynamischen Belastungen der Konstruktion beherrschbar; abgesehen von diesen spielen auch noch strömungstechnische Größen eine Rolle, aber da muß ich passen ... zur Information: es gab übrigens auch Ein- und Zweiflügler (Schnellläufer), die durchaus effizient waren - allerdings gibt es bei diesen Flügelzahlen deutlich größere dynamische Probleme, so daß sich die dreiflügeligen Anlagen durchgesetzt haben

Beispiel mit dem Zweiflügler, der so breite Flügel hat, daß er auch 100 % der Kreisfläche bedeckt

theoretisch ginge das, aber Langsam- und Schnellläufer unterscheiden sich in erster Linie durch den Anteil der Bedeckung des Rotorfläche - und dein Beispiel beschreibt dann doch wieder einen Langsamläufer - ein Schnellläufer dreht sich eben schneller und benötigt deshalb weniger Bedeckungsfläche (genauer muß dir das mal ein Experte erklären)

Das ganze Thema ist recht komplex und der Artikel kann noch deutlich ausgebaut werden, jedoch ist es auch bei der Nutzung der Windenergie wie bei anderen Energien - die Mittel müssen dem Zweck angepaßt sein ...

-- Schusch 01:48, 25. Jun 2004 (CEST)

Hallo, ich versuche mich auch ma an ein paar Antworten, aber das thema ist wie schon gesagt recht komplex. Windmühlen und WEA's arbeiten nach einen vollkommen unterschiedlichem physikalischen Prinzip.

Windmühlen nutzen den Druck des Windes ähnlich wie früher Segelschiffe. WEA's haben Flügelprofile wie Flugzeuge. Auch wenn es an der Anlage anders aussieht, die Flügelvorderkannte zeigt in Richtung des anströmenden Windes (die ergibt sich aus Windgeschw. +Umfangsgeschw. der Blätter). Das Blatt steht also längs zum Wind und nicht quer. Der Auftrieb, der ein Flugzeug abheben läßt wird hier in eine Drehbewegung umgewandelt.

Mit Widerstandläufern (Windmühle) können keine hohen Wirkunggrade erreicht werden, da sie nicht arodynamisch optimal gebaut sind, und es an vielen stellen zu Turbulenzen und damit Wirkungsradabsenkung kommt.

Die Flügelzahl ist für die Leistung der Anlage erstmal nicht sooo erheblich. Die Leistung ergibt sich aus der Energie, die dem Wind entzogen wird. Ein einzelner Flügel kann dem Wind genauso viel Energie entziehen, wie eine Anlage mit drei Flügeln. Er muß sich dazu jedoch schneller drehen, um dem den Querschnitt des Rotors öfter zu überstreichen. Begrenzender Faktor ist die Blattsptzengeschwindigkeit. Wenn die Spitze Überschallgeschwindigkeit erreicht, bricht die Aerodynamik zusammen. (mal abgesehen vom Lärm, Verschleiß und den auftretenden Kräften) Daher drehen große WEA's auch langsamer als kleine. Die Blattspitzengeschwindigkeit liegt bei ca. 200-250 km/h.

Warum 3 Flügel:

1 Blatt (gab es als Monopteros-Anlage) Anlage läuft "optisch unrund", Konstruktion der Anlage ist sehr anspruchsvoll.
2 Blätter: konstruktiv durch die auftretenden Belastungen sehr anspruchsvoll und daher teuer (gibt es als kleinere anlagen oder auch GROWIAN)
3 Blätter: läuft optisch rund, ist dynamisch ausgeglichen
4 oder mehr Blätter: zu teuer (warum vier wenns auch drei tun-höhere investitionskosten)

Bei stromerzeugenden Anlagen sind hohe Drehzahlen erwünscht. Ein netzsynchroner Generator läuft mit 1500 U/min. Daher sind die meisten Anlagen mit einem Getriebe ausgerüstet. je schneller die Anlage dreht, umso weniger muß das Getriebe die drehzahl erhöhen (Kosten, Wirkungsgrad).

Windmühlen mit vielen Flügeln müssen sich also nicht so schnell drehen, wie die mit wenigen Flügeln. Sie haben daher bei gleicher Leistung ein höheres Drehmoment. Die Anwendungen von Windmüheln (Mahlen, Pumpen) erfordern hohe Drehmoment und geringe Drehzahlen. Außerdem steht der Wirkungsgrad nicht immer im Vordergrund. Daher sind diese Windmühlen für solche Anwendungen gut geeigenet. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Windmühlen durch ihre große Flügelfläche schon bei wenig Wind ein großes Drehmoment liefern.

verzeih die tippos, frag wenn etwas unklar ist Hadhuey 07:59, 25. Jun 2004 (CEST)

Vielen Dank für die Anworten, ich seh jetzt schon viel klarer. Wie schnell können die Blattspitzengeschwindigkeiten eigentlich maximal sein, wenn man wollte? Wenn die sich schon mit Überschall drehen können, dann ensteht doch da bestimmt auch Reibungswärme, die man ableiten und nutzen könnte?! AshSert

Emden/Wybelsumer Plder

Das ist ok-ich kenne mich in der ecke nicht aus, aber es wurden immer beide orte als aufstellplatz für die dritte E112 genannt Hadhuey 16:01, 13. Jul 2004 (CEST)

Sperrung

Vorerst ist die Seite für eine mindestens eine Stunde gesperrt bis die Diskussion hier erfolgt ist. Ich ergreife nicht Partei und will auch keinen Beitrag machen. Wenn die Diskussion hier beendet ist wird der Artikel freigegeben. --Paddy 23:35, 13. Jul 2004 (CEST)

wieso sollte dieser Anonymus diskutieren, solange seine tendenziösen Formulierungen drin sind - die gehören raus ... die Diskussion um Boom und Aufschwung ist im Archiv zu finden, die Zahlen, die er anschleppt, nicht belegt, die Formulierungen alles andere als neutral - so bin ich nicht einverstanden! -- Schusch 23:39, 13. Jul 2004 (CEST)

Der Einzige (?), der hier nicht neutral ist und dem NPOV verpflichtet, heisst Schusch. - Ich formuliere im Gegensatz zu ihm nicht tendenziös, sondern ich bringe nur die nackten Fakten, die einem Windkraftlobbyisten wie ihm allerdings nicht in den Kram passen. Versteh ich schon ... Die Diskussion Boom vs. Aufschwung geht am Thema vorbei, hier gehts um ganz andere Belange ! Sie ist aber symptomatisch für die Nebelwerfertaktik der Windkraftlobbyisten. Von "1 Euro pro Monat" an Mehrkosten für einen Haushalt zu sprechen, ist schon eine Frechheit ! Ich habe die Rechnung gebracht, die mindestens den zehnfachen Wert ergibt, aber natürlich wird das wieder gelöscht.

Leute, Ihr habt hier nur eine Mission zu erfüllen und die heisst: ein Lexikon wahrheitsgemäß zu gestalten und nicht Ökoträumen oder dem Zeitgeist zu fröhnen. Oder der Lobby der Profiteure. 80.184.21.80 23:57, 13. Jul 2004 (CEST)