Wie funktioniert ein Windrad

OP #4469682
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Nachdem ich heute wieder an zwei Windradbaustellen vorbeigefahren bin, 
ist mir die Flügelform der Windräder aufgefallen. Diese sehen ein wenig 
aus wie Flugzeugflügel, sind dabei aber viel schmaler. Jetzt kam bei mir 
die Frage auf: Was genau dreht die Windräder?
Bei den Klassischen Wild-west-Windmühlen zum Wasserpumpen, besteht der 
Propeller einfach aus schrägen Holz/Blech-Stücken. Wenn der Wind 
dagegenbläßt, drückt der Impuls der Luft die Bretter zur Seite weg und 
das Ding dreht sich.
Die Flügelform der neuen Windräder lässt aber eher vermuten, das die 
Flügel von vorne angeblasen werden und einen Auftrieb produzieren wie 
beim Flugzeug. Der Auftrieb dreht dann das Windrad. Was dagegen zu 
sprechen scheint, ist dass die Windräder im Betrieb eher mit der flachen 
Seite im Wind stehen...
Weiß jemand welcher Effekt genau die Windräder dreht?
#4469708
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Fabian F. schrieb:
> Die Flügelform der neuen Windräder lässt aber eher vermuten, das die
> Flügel von vorne angeblasen werden und einen Auftrieb produzieren wie
> beim Flugzeug. Der Auftrieb dreht dann das Windrad.

So ist es.

Fabian F. schrieb:
> Was dagegen zu
> sprechen scheint, ist dass die Windräder im Betrieb eher mit der flachen
> Seite im Wind stehen...

Der Anstellwinkel kann über die Nabe dynamisch verstellt werden. Würde 
man die Nase des Profils direkt in den Wind drehen, wäre das nur solange 
optimal, wie das Windrad still steht. Sobald es anfängt sich zu drehen, 
ist die relative Windrichtung anders, weil sich das Blatt quer zum Wind 
bewegt. Daher wird der Anstellwinkel entsprechend nachgeführt.
#4469709
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Fabian F. schrieb:
> Die Flügelform der neuen Windräder lässt aber eher vermuten, das die
> Flügel von vorne angeblasen werden und einen Auftrieb produzieren wie
> beim Flugzeug.

So in etwa funktioniert das auch.

> Weiß jemand welcher Effekt genau die Windräder dreht?

Der Bernoulli-Effekt.

http://www.rothaarwind.de/windenergie/mod_content_redpage/seite/Auftrieb_Flugzeuge_Windkraft_Rotor/index.html
OP #4470042
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Stephan W. schrieb:

>
> Der Anstellwinkel kann über die Nabe dynamisch verstellt werden. Würde
> man die Nase des Profils direkt in den Wind drehen, wäre das nur solange
> optimal, wie das Windrad still steht. Sobald es anfängt sich zu drehen,
> ist die relative Windrichtung anders, weil sich das Blatt quer zum Wind
> bewegt. Daher wird der Anstellwinkel entsprechend nachgeführt.

Hmm, das ergibt Sinn. Flugzeuge neigen nicht dazu sich alle 2-3 Sekunden 
im Kreiszu drehen...
#4470243
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Hans H. schrieb:
> So ist es, und manche Windräder werden auch durch Strom angetrieben,
> weil:
>
> - sieht schöner aus
> - puffert Überangebote aus regenerativen Energien
Das ist nur das was man sieht, der Masterplan besteht darin, zum Zwecke 
des Geoengineering, die Rotationsgeschwindigkeit der Erde zu 
beeinflussen.:)

Zum Thema:
Es lässt sich auch schön beoachten dass bei unteschiedlichen 
Windgeschwindigkeiten auch unterschiedliche Blattstellungen gewählt 
werden.
Gast #4470420
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Hans H. schrieb:
> und manche Windräder werden auch durch Strom angetrieben

Auch wenn euch die Erklärung zu einfach ist: Manche Windräder werden bei 
Windstille in leichte Rotation versetzt, damit sich die Nabenachse nicht 
durch einseitige Belastung dauerhaft verformt.

Das macht man übrigens auch bei Generatoren in konventionellen 
Kraftwerken. Nur sieht man es da nicht.
#4470508
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Der Grund für die unteschiedliche Flügelanstellung ist die
Umfangsgeschwindigkeit, die ist im inneren Radius kleiner als ganz
außen auf den Flügelspitzen...

Darum ist im Inneren der Winkel grösser als Aussen...

Das hat auch mit dem Anlaufverhalten zu tun...
#4472185
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Ich habe auch noch eine Frage zu Windrädern: Ich habe beobachtet, dass 
sich mehrere in einem Feld Synchron gedreht haben (auch über ein paar 
Minuten hin) - ist das Zufall, oder laufen die netzsynchron? Ich dachte 
bisher, wegen der verschiedenen Windstärken sind da immer Wechselrichter 
drin - vielleicht gibt es auch beides?
Gast #4472291
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Rainer U. schrieb:
> ist das Zufall, oder laufen die netzsynchron? Ich dachte
> bisher, wegen der verschiedenen Windstärken sind da immer Wechselrichter
> drin

Gibt es beides. Frühere Windräder liefen netzsynchron bzw. mit Schlupf, 
für verschiedene Windstärken hatten die mitunter ein Umschaltgetriebe 
mit 2 Stufen.

Mit Wechselrichtern kann man die zur Windstärke optimale Drehzahl nutzen 
und spart sich vor allem die erheblichen Getriebeverluste.
#4472947
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J.-u. G. schrieb:
> Dein Beitrag beantwortet
> die (technische) Frage des TO nicht und wurde deshalb als "nicht
> lesenswert" eingestuft.

Sie ist aber trotzdem korrekt und sachlich richtig!
Das trifft auch für Betonkühe (Biogasanlagen) und PV-Anlagen zu.

Solange die "grüne" Energie nicht gespeichert werden kann, dient das 
alles nur den Spekulanten, äähh Geldanlegern.

...
#4473465
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Achso:

Timm T. schrieb:
> Gerade bei Biogasanlagen wird die grüne Energie sehr gut gespeichert.
> Teilweise über ein Jahr.

Das stimmt aber auch nur teilweise. Ja, das Gas kann gespeichert werden, 
nur nehmen die Netzbetreiber das Gas nicht immer so ab wie es anfällt. 
Außerdem gehört inzwischen ein beträchtlicher Teil der deutschen 
unterirdischen Gas-Speicher dem russischen Gasprom-Konzern. Und die sind 
mehr an dem Verkauf von russischem Erdgas interessiert, als an deutschem 
Biogas, das durch den Raubbau am Boden (extrem intensiver Mais-Anbau und 
totaler Gülle-Überdüngung) die dafür genutzte landwirtschaftliche 
Nutzfläche stark beschädigt. Sind eben halt alles nur 
Spekulationsobjekte...

Aber in anderen Wirtschaftszweigen ist es auch nicht besser.

...
#4473540
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Dieses Windrad (Darrieus und Savonius) hat mein Vater nach dem Buch
gebaut...

Da er selbst Elektromechanik erlernte, habe auch ich viel gesehen,
was vielen Jüngeren hier vielleicht aus UTube bekannt ist...


Der Generator ist ein ehemaliger WM-Motor mit umgebauten Wicklungen
und eingefrästen und eingeklebten Permanentmagneten...


Ich kann mich nur verneigen vor Menschen, die solche Dinge heutzutage
noch wissen und kennen - nicht, weil es mein Vater war, der mir diese
Dinge zeigte...


Wir alle heute lernen neues und sollen glauben, dass wir damit besser
dran sind als vor vielen Jahren...

Doch ein Windgenerator lässt sich auch selbst bauen...
Angehängte Dateien:
Gast #4473599
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Hannes L. schrieb:
> Das stimmt aber auch nur teilweise. Ja, das Gas kann gespeichert werden

Nicht das Gas. Die Biomasse. Liegt hier in riesigen Silos. Diese Silos 
sind schon 50 Jahre alt und dienten früher der Silagelagerung für die 
Schweinemast.

Hannes L. schrieb:
> Biogas, das durch den Raubbau am Boden (extrem intensiver Mais-Anbau und
> totaler Gülle-Überdüngung) die dafür genutzte landwirtschaftliche
> Nutzfläche stark beschädigt.

Das ist wohl wahr, aber kein Alleinstellungsmerkmal von Biogas. Ob die 
Landwirte die Böden mit subventionierten Getreideanbau, der dann in 
Afrika als "Entwicklungshilfe" die Kleinbauern ruiniert, mit Rapsanbau 
für Biodiesel, mit Futtermaisanbau für die Schweinemast oder mit 
Energiemais für die Biogasanlagen fertigmachen - ist den Böden glaube 
ich egal.

Das Problem ist eine jahrzehntelange falsche Förderpolitik der EU, 
verbunden mit unfähigen Politikern, die z.B. den Ausverkauf der Böden an 
Spekulanten in Meckpomm tatenlos zusehen.
Gast #4473601
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Mani W. schrieb:
> Dieses Windrad (Darrieus und Savonius) hat mein Vater nach dem Buch
> gebaut...

Respekt, so ein Ding hätte ich auch gern. Lohnt leider nicht, da zu 
windgeschützt.

Gibt es zufällig Pläne und Berechnungen zu dem Mast? Ich kenne jemanden, 
der damit was anfangen könnte.

Wir wohnen hier am Bach, und mein Traum wäre ein kleines 
Laufwasserkraftwerk zu bauen, eher zu Studienzwecken. - Keine Chance, an 
die brachliegenden Wasserrechte der alten Mühlengrundstücke ranzukommen, 
obwohl die Mühlen schon seit 50 Jahren nicht mehr existieren.
#4474829
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Timm T. schrieb:
> Gibt es zufällig Pläne und Berechnungen zu dem Mast? Ich kenne jemanden,
> der damit was anfangen könnte.

Der Mast wurde aus Baustahl gefertigt, so 20 mm die tragenden und
ca. 15 mm die Verstrebungen, aber ich denke, das steht in dem Buch...


Die Lager samt Drehkreuz sind aus einer bzw. mehrerer Waschmaschinen,
daran hängt normalerweise die Trommel...
#4474939
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Timm T. schrieb:
> Nicht das Gas. Die Biomasse. Liegt hier in riesigen Silos.

Richtig, das ist der Jahres-Vorrat, da die Ernte ja nun mal nicht just'n 
time erfolgt. Das Problem sind aber die Fermenter, die lassen sich nicht 
einfach schadlos hoch und runter fahren. Die Bakterien mögen am liebsten 
das ganze Jahr hindurch gleichmäßig pupsen.

Ich kenne eine Anlage mit 16 großen Fermentern nördlich von Halle, da 
wird recht oft das produzierte Gas abgefackelt, weil Midgas es einfach 
nicht abnimmt. Einen Speicher (Gasometer) zum Abfangen solcher 
Unregelmäßigkeiten gibt es nicht, wurde nicht subventioniert und daher 
auch nicht gebaut.

...
Gast #4474998
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Vor 20 Jahren ist hier in der Gegend das erste Windrad aufgestellt 
worden. Das war wohl ein übelster Kampf, das ans Netz zu bekommen, der 
Stromversorger hat sich mit Händen und Füßen gewehrt. Insofern ist die 
Situation schon deutlich besser geworden. Nichtabnahme, weil 
irgendwelche subventionierten Kohlestinker gerade überproduzieren ist 
eine Sauerei.

Daß die Politik zuläßt, das Infrastruktur wie Gaskavernen ins Ausland 
verkauft werden, was soll man dazu noch sagen? Das ist so bescheuert wie 
Bodenverkauf an Spekulanten, bis die Preise, auch Pachtpreise so hoch 
sind, daß sich der Anbau nicht mehr lohnt.
(Firma: FULL PALATINSK) Persönliche Seite #4475013
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komm doch mal nach Dithmarschen.

da könntest Du denken dass die Windräder den Wind machen ;)

Die Windräder haben 3 Flügel, weil das der optimale Mittelweg zwischen 
Materialeinsatz und Kraftwirkung/Drehmoment ist.

heisst:
ein 4. Flügel bringt dann nicht 4 mal soviel Kraft auf die 
Generatorwelle als mit einem Flügel.

interessant ist u.A auch zu sehen, wie stark sich die Flügel durch 
biegen.
Und:
wenn der Schatten einer Flügelspitze mal auf eine Strasse fällt, wie 
schnell die Spitze an einen "überholt", obwohl man selbst schon mit 
100Kmh fährt.
OP #4480977
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Anonymous U. schrieb:
> Der Prof erklärt das ganze eigentlich ziehmlich gut:
>
> https://www.youtube.com/watch?v=XqHKStAZoWs
> https://www.youtube.com/watch?v=Rdzjzx_M12A
> https://www.youtube.com/watch?v=MCiqpbXqJS8

Ziemlich interessant. Der Anströmwinkel der Flügel an den Spitzen ist 
über 80° gegenüber der Windrichtung gedreht. Erklärt warum die Spitzen 
quasi "gegen" den Wind verdrillt sind.
Gast #4482164
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Weil die Anströmung am Flügel ein Vektor aus Windrichtung und 
Flügelbewegung ist. Und da die Geschwindigkeit des Flügels sich mit dem 
Abstand von der Nabe ändert, ändert sich auch der Anströmvektor über die 
Flügellänge, weswegen der Flügelquerschnitt gedreht wird.

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