Hallo Leute,
immer wieder kann man von irgend jemand lesen oder hören, das sein Rotor schon bei gaaanz niedrigen Windgeschwindigkeiten anläuft und er deswegen glaubt viel Energie ernten zu können.
Ich habe hier deswegen mal aufgezeichnet, wieviel Leistung P_Wind im strömenden Wind steckt, und wieviel Leistung P_Betz man theoretisch (nach Betz) dem Wind entnehmen könnte. Betz hat eine ideale Windturbine untersucht - und dabei Verluste z.B. durch Strömungswirbel u.ä. ignoriert. D. h. sein Faktor 16/27 wird nur mit einer idealen Turbine, nicht aber mit einer realen, verlustbehafteten Turbine errreicht. Und damit bleibt garantiert weniger Leistung in unseren Turbinen "hängen".
Dieser Sachverhalt ist unten in zwei Diagrammen dargstellt. Das unterste sieht erwartungsgemäß aus und zeigt beide Kurven P_Wind und P_Betz mit zunehmender Windgeschwindigkeit ansteigend. Auf der Y-Achse ist abzulesen wieviel Leistung in KIlowatt (!) bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit zur Verfügung stünde. Niedriege Windgeschwindigkeiten sind in diesem Diagramm jedoch schwer ablesbar.
Deshalb ist im zweiten, oberen, Diagramm, die Y-Achse logarithmisch dargestellt. Ansonsten bilde das Diagramm exat den selben Sachverhalt ab.
Für beide Diagramme gilt, der abgelesene Leistungswertwert bezieht sich auf eine durchströmte Fläche von A = 1m². Die verwendete Formel für die Leistung ist:
P = 1/2 * Rho * v³ * A,
mit Rho = 1,2 kg/m³ und A = 1m².
Die Diagramme gelten sowohl für Vertikalachsrotoren wie auch für Horizontalachsrotoren - die Physik macht hier keinen Unterschied.
Wenn man sich jetzt mal die Leistung einiger Verbraucher anschaut (Dynamo = 0,003 kW, Glühbirne ca. 0,040kW, TV ca. 0,100 kW, Fön ca 1,6 kW, ...) kann man sich schnell ausrechnen wieviel Sinn es macht, die niedrigen Windgeschwindigkeiten ausnutzen zu wollen.
Windige Grüße
Siegfried