Energie Wind

Windenergie

Energieumwandlung Wie alle Energieumwandlungen ist auch die Umwandlung der Bewegungsenergie des Winds in Strom mit Energieverlusten verbunden. Allein physisch können nicht mehr als 59% der Energie dem Wind entzogen werden. Weitere zehn vom Hundert der Schäden werden durch die Friktion in den Wälzlagern und im Schaltgetriebe sowie im Stromerzeuger selbst, in den Wechselrichtern und den Leitungen als Verlust verursacht.

In jeder bewegten Menge m (Körper, flüssig oder gasförmig) ist die Bewegungsenergie EZin. Es ist die halbe Körpermasse mal das Viereck der Drehzahl v. Bei Windenergieanlagen ist die sich bewegende Menge die durch die Rotoroberfläche strömende Luftmenge. Der Wert P entspricht der Energie P pro Einheit der Zeit.

Daraus resultiert die Kraft des Windes: Die Luftmenge ist prozentual und die Energie des Winds hängt vom Rechteck der Windstärke ab, die Kraft des Winds von der dritten Kraft der Drehzahl. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit des Winds ist also seine Schnelligkeit. Erhöht sich die Windstärke um das 3-fache, so wird die Kraft um das 3x3x3x3 = 27-fache erhöht.

Der Dichtegrad der Raumluft hat einen direkten Einfluß auf die Durchsatzleistung. Kaltluft ist dicker als Warmluft, daher liefern Windkraftanlagen bei gleichbleibender Windstärke ca. 11% mehr Energie, z.B. bei -10°C als bei +20°C. Die Luftdichte hängt auch vom Luftdruck ab, so dass Hoch- und Niederdruckgebiete sowie die Höhe des Standortes einen Einfluß auf den Wirkungsgrad einer Windenergieanlage haben.

Bei der rotierenden Rotorwelle wird die Antriebsleistung für den Rotor durch das Ergebnis aus Moment Momenten-M und Drehzahl ? oder Geschwindigkeit n bestimmt: Das Antriebsaggregat wandelt die Mechanik in Elektroenergie um, die durch das Erzeugnis aus der Stromstärke I und der Stromstärke U ermittelt wird. Die Induktionsspannung entsteht im Stromgenerator als Auswirkung auf einen sich im magnetischen Feld bewegenden Stromleiter.

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