@ axel_jeromin: Prinzipiell hast du recht, die Drehzahl sinkt mit dem Durchmesser, allerdings steigt mit zunehmendem Durchmesser die "im Wind stehende Fläche" und damit auch die Kräfte, die auf den Flügel wirken. Dementsprechend stärker muß die Flügelbefestigung auf der Drehachse gebaut werden.
Um zur Abbremsung zurückzukommen:
Es stellt sich jetzt natürlich die Frage, für welche Maximalleistung man den Generator und die Elektronik dimensioniert. Ist es zu klein dimensioniert, so dreht der Rotor bei extremen Wind hoch weil Generator und Elektronik nicht genug bremsen können.
Bei großer Überdimensionierung hat man den Rotor zwar jederzeit im Griff, allerdings kann man die Maximalleistung von Generator und Elektronik nie ausnutzen, arbeitet eventuell in einem schlechteren Wirkungsgradbereich und zudem kostet die Überdimensionierung natürlich zusätzliches Geld.
Wichtig ist also, einen Kompromiß bei der Bauteildimensionierung zu finden, damit die Bremswirkung von Generator und Elektronik auf den Rotor auch bei den höchsten zu erwartenden Windgeschwindigkeiten noch groß genug ist, damit er nicht unkontrolliert hochdreht. Wirbelstürme übersteht wahrscheinlich auch kein professionelles Windrad, also braucht man diesen Fall wohl nicht berücksichtigen.
Will man die Kosten für den Generator relativ niedrig halten und trotzdem auf einen wirksamen Sturmschutz nicht verzichten, so müßte man wohl eine mechanische Bremse einbauen.
Für die mechanische Abbremsung würden mir 2 grundsätzliche Konstruktionen einfallen:
1.) komplett mechanisch => z.B. mit Bremsscheibe
2.) Wirbelstrombremse, die könnte man aus einer alten Bremsscheibe, ein paar starken Magneten *zuBerndschau*
und einer kleinen Mechanik bauen, die von einem kleinen Elektromotor bewegt werden.
Die Bremswirkung einer Wirbelstrombremse ist abhängig von der Magnetstärke, der Entfernung, dem Material (eine Kupferbremsscheibe wäre günstig, aber eine alte vom Auto tut's wohl auch) und ganz wichtig: von der Geschwindigkeit. Das bringt einen entscheidenden Vorteil: Je höher die Rotationsgeschwindigkeit, desto besser bremst das Teil und verhindert somit ein extremes Ansteigen der Drehzahl. Mit einer kleinen Regelung könnte man das Ganze so hinbiegen, daß erst ab der Maximalleistung des Generators die Bremse beginnt, Leistung wegzunehmen. Somit würde der Generator bei extremen Winden immer an seiner Maximalleistung arbeiten und der Rotor trotzdem nicht hochdrehen. Nimmt der Wind wieder unter die Maximalleistung des Generators ab, so werden die Magnete wieder von der Scheibe entfernt und der Generator bekommt wieder die volle mechanische Leistung vom Windrad zugeführt.
