ich ja jetzt wieder zurück bin und mehr Zeit habe und heute was über private Windanlagen gelesen habe, will ich dazu ein paar Worte schreiben. Worte die schon viele Vertreter auf Windmessen verunsichert haben (meine Lieblingsbeschäftigung). Aber um die Worte auch mit Thesen zu untermauern, müssen wir einen Ausflug in die Physik machen. Berechnen wir zuerst einmal die Energie des Windes. Dazu postulieren wir ein einfaches Teilchenmodell. Dann fragen wir uns welche Energie haben die Teilchen ? Potentielle und auch kinetische (Bewegungsenergie). Die Potentielle ist für Windkraftanlagen nicht wichtig. Es geht rein um den Wind und die Geschwindigkeit (also die kinetische Energie). Dann erinnern wir uns an den Schulunterricht in Physik. Dabei war die kinetische Energie durch E=0,5*m*v² gegeben. Wobei m die Masse ist und v die Geschwindigkeit. Die Masse drücken wir durch die Dichte mit m=rho*V aus. Wobei rho die Dichte ist und V das Volumen. So jetzt kommt der Trick. Man kann eine Längenmaß erhalten, indem man die Geschwindigkeit v mit der Zeit t multipliziert. Für das Volumen brauchen wir aber noch eine Fläche A. Es gilt also V = v * t * A. Dies setzen wir in E ein. Damit erhalten wir E=0,5*rho*A*t*v³. Die Energie hängt also von der Dichte, der Fläche, der Zeit und der Geschwindigkeit hoch drei ab. Wenn wir uns dann wieder erinnern, dass Leistung P nichts anderes ist als Arbeit durch Zeit, können wir t einfach aus der E Formel canceln und erhalten für die Leistung P: P=0,5*rho*A*v³. Die Leistung des Windes ist also abhängig von der Dichte der Luft, Der Fläche des Rotors und der Geschwindigkeit hoch drei. Checken wir mal Wikipedia was dort dazu geschrieben wird: http://de.wikipedia.org/wiki/Windenergie. Die gleiche Formel steht dort nur noch mit Wirkungsgraden. Der Wirkungsgrad ist immer kleiner eins und vermindert die Leistung nochmal. Wir rechnen hier physikalisch unmöglich mit 100 % und legen dar, dass eine Windkraftanlage ein Wahnwitz für Privatanwender ist. Aber dazu später. So jetzt bauen wir uns mal in Deutschland eine Anlage mit einem Rotordurchmesser von 5 m. Schon stattlich für den Nachbar von nebenan. In München hab ich einen Durchschnittswind von 3,5 m/s. In kleineren Stürmen 7 m/s (selbst gemessen). So die Fläche ist also mit A=D²*pi/4 gegeben. Berechnen wir mal die Leistung bei einem Wirkungsgrad von 1 für 3,5 m/s. Die Fläche beträgt also A=3,93m². Die Dichte von Luft beträgt im Mittel ca 1,293 kg/m³. Setzen wir nun noch die 3,5 m/s in die Leistungsformel für P ein erhalten wir: P=108 Watt. Wohlgemerkt bei 100 % Wirkungsgrad. Was können wir also mit einem 5 m Durchmesser Rotor betreiben. Antwort einen PC mit Monitor. Lohnt es sich dafür 20000 € auf den Tisch zu legen ? Die Antwort überlasse ich jedem :). Das, was hier viele nicht umtrauen ist die Geschwindigkeit hoch 3. Das bedeutet doppelte Geschwindigkeit = 9 Fache Leistung. Genau aus dem Grunde bauen auch die Großen ihre Räder nur Offshore mit entsprechenden Windstärken. Dazu müssen die Anlagen auch auf sehr hohe Höhen und haben große Rotoren, da der Durchmesser quadratisch eingeht. D.h. doppelter Durchmesser = 4 fache Leistung. Für mich ist also aus rein physikalischen Gründen eine private Nutzung der Windenergie unmöglich. Die Natur gibt einfach nicht her, was viele so darüber propagieren. Es lohnt sich nur bei hohen Windstärken und sehr großen Anlagengrößen. Das Szenario Privatanwender Wind/Solar ist ein Hirngespienst. Damit will ich aber nicht die Autoren angreifen, die sowas genannt haben. Wer die Rechnung nun als anstrengend empfand - sorry, aber ich wollte auch darlegen wie ich auf x y und z komme. Es fällt nichts vom Himmel, wie auf so manchen Messen oder Propagandaveranstaltungen. In dem Sinne allen einen schönen Abend. |
Thread abonnieren
