Wie jetzt ?
Geschrieben von Werner am 08. März 2021 23:01:04:
Als Antwort auf: Und Druck? geschrieben von Henzo am 08. März 2021 21:46:48:
Moin Henzo,
der absolute Energieinhalt eines Gases interessiert in dem Zusammenhang nicht. Das Gas Luft ist ein Fluidum, dessen kinetische Energie für das Windrad genutzt wird. Alles, was nicht geordnet werden kann, also Verwirbelt, trägt langfristig zur Temperaturerhöhung bei, die man sich vorstellen kann, als schneller laufende Moleküle. Gesehen habe ich sie noch nicht, die Moleküle, aber die Vorstellung hilft, es zu verstehen.
Es inzwischen Windräder mit über 50% Wirkungsgrad. Mit ist unklar, auf was sich der Wirkungsgrad bezieht. Ich kann mir momentan nicht vorstellen, dass es der Umsetzungsgrad der gesamten Menge Luft ist, die den Rotorkreis durchströmt. Dazu müßte man mal Angaben finden, bei welcher Windgschwindigkeit welche Leistungen möglich sind. Ich lese immer nur Kilowatt installierte Leistung und keine Kennlinie dazu.
Also meine Berechnung der Temperatur verwerfe ich erstmal wieder. Ich komme aber zurück und recherchiere erstmal genauer. Ich denke, dass die Mischtemperatur hinter dem Windrad noch weitaus weniger ansteigt, als vorhin berechnet.
Wirkungsgrade von guten Turbinen liegen bei 90 % und besser. Das heißt, die Energie, die aus der Brennkammer eines Triebwerks kommt, wird in der Turbine zum Teil umgesetzt in mechanische Energie, die den Verdichter am Eintritt antreibt. Das Gesamtwerk hat eigentlich gar keinen Wirkungsgrad, weil es nichts antreibt, sondern nur Schub erzeugt. Im Stand sind das also genau 0%. Im Flug nimmt man den erzeugten Schub mal der Geschwindigkeit des Flugzeuges und kommt damit auf eine Leistung. Wenn man diese durch den Brennstoffverbrauch teilt, hat man einen Gesamtwirkungsgrad, der bei Airlinern im Bereich 25 bis 30 % liegt.
Würde man anstelle eines Windrades nun eine riesige Vielflügelturbine bauen, dann würde die Luft einfach um das Gebilde drumrumströmen und es wäre nichts gewonnen. Das Teil würde sich drehen, aber wäre nicht besser, als ein Dreiflügler.
Wenn, dann müßte man die Turbine einhausen und einen Strömungskanal bilden. Das ließe sich sicherlich berechnen, wäre aber ein Monster von Bauwerk, welches sich niemals lohnen könnte.
Ich lehne mich jetzt mal weit aus dem Fenster. Da ich paterre sitze, traue ich mich das. Der Umsetzungsgrad der gesamten durch einen Rotorkreis durchtretenden kinetischen Energie der Luft erscheint mir mit 50% wesentlich zu hoch gegriffen.
Die Luft kann eigentlich nur dort verzögert werden, wo gerade ein Rotorblatt ist. Die anderen freien Segmente können für meine Begriffe nicht am Energieumsatz teilnehmen. Zwar mischen sich die verzögerten Luftpakete mit den unverzögerten und ergeben irgendwann wieder eine Gleichströmung mit geringerer Geschwindigkeit, aber dass die ganze Scheibe auf 70 % der Geschwindigkeit runtergebremst wird, ist mir momentan nicht vorstellbar.
Ich geh dem mal nach, es muß doch möglich sein, an Herstellerunterlagen zu kommen.
Im Lee von Windkraftanlagen zu fliegen, ist übrigens sehr markant. Die Böen "schlagen" regelrecht mit der Frequenz der Rotorblätter zu, dass der Kasten richtig ins Wacklen kommt. Waldkanten erzeugen auch Turbulenzen, aber nicht periodisch und auch feiner verteilt. Wir haben das mal erflogen und sind auf einen Winkel von ca. 30° gekommen bzw, einen notwenendigen Höhenabstand von 1:2 gemessen an der Entfernung zum Windrad. Je nach Wind merkt man in 500 Metern Abstand noch deutlich was.
Gruß
Werner
- zweites Newtonsches Gesetz, Umpulssatz bzw. Impulserhaltungssatz EaW 09.03.2021 00:09 (1)
- Impuls und Umpuls und Umpuls herum Werner 09.03.2021 00:59 (0)