von Bernd » So 11. Apr 2010, 11:21
Die benötigte Fläche kann man grob anhand des Wirkungsgrades eines Windradtyps abschätzen.
Bei den verschiedenen Bauprinzipien unterscheidet man hauptsächlich nach Windrädern bei denen die
Flügel vomWind "gedrückt" werden, dem Wind also einen Widerstand entgegen setzen und Windrädern
die mit Tragflächenprofilen den Auftriebseffekt ausnutzen.
Viele so genannte "Widerstandsläufer" sind im Grunde eine Kombination aus Widerstandlauf, also
vom Wind "angeschoben" und den Auftriebseffekten. Das gilt auch für den Svonius.
Diese vom Wirkprinzip überwiegend als Widerstandsläufer arbeitenden Konstrukltionen haben einen
geringeren Wirkungsgrad als moderne Auftriebsläufer.
Der Wirkungsgrad eines Windrades liegt meist irgendwo zwischen 15 und 50%.
50% erreichen nur sehr gut optimierte Auftriebsläufer Systeme mit ausgefeilten Blattkonstruktionen.
Der Savonius liegt, da gibt es unterschiedliche Quellenangaben, vermutlich irgendwo zwischen 20 und 30%.
So richtig genau hat das anscheinend noch niemand sachlich fundiert ermittelt.
Gut, gehen wir mal vom recht hohen Wert 30% aus. Das bedeutet das ein Savoniusrotor 30% der im Wind
enthaltenen Energie in Rotationsenergie umsetzen kann.
Es gibt nun Formeln und Tabellen aus denen man den Enrgieinhalt pro m² Wind ersehen kann.
Der Energieinhalt steigt mit zunehmender Windgeschwindigkeit enorm an. Bei doppelter Windgeschwindigkeit
verachtfacht (!) sich der Energieinhalt.
Um die "Nenneleistung" eines Windrades zu bestimmen nutzt man häufig eine Windgeschwindigkeit von 12m/s,
nicht zuletzt wohl weil bei dieser Geschwindigkeit ziemlich genau 1000 Watt pro m² im Wind stecken.
12m/s ist aber schon sehr starker Wind wie man ihn gewöhnlich nur sehr selten zur Verfügung hat.
Von diesen beispielhaften 1000 Watt/m² bei 12m/s kann dein Savonius dann im besten Falle 30% ernten.
Das wären dann also ca. 300 Watt m² mechanische Energie.
Jetzt kann man recht einfach 50.000 (Watt) durch 300 teilen und kommt dann auf die genannten ca. 150 m².
Das ganze ist sogar noch zugunsten des Savonius gerechnet, es kann durchaus sein das man eine grössere
Fläche benötigt.
Den zu erwartenden Jahresertrag kann man ganz grob über die mittlere Windgeschwindigkeit einschätzen.
Tatsächllich ist das nicht sehr genau, aber immerhin eine erste Prognose.
Die mittlere Windgeschwindigkeit dürfte bei vielen um die 3m/s liegen.
Bei 3m/s enthält der Wind knapp 17 Watt pro m².
Ein Windrad mit z.B. 10m² Fläche würde demnach 10 x 17 Watt mal den Wirkungsgrad dauerhaft erzielen.
Ein 10m² Savonius würde also in etwa 10(m²) x 17(Watt) x 0,3(30%) = ca. 50 Watt dauerhaft erzielen.
50 Watt mal 24 Stunden mal 365 Tage ergibt dann 435 kw/h.
Diese Rechnung ist nur eine ganz grobe Richtschnur und kann durch diverse Effekte stark nach oben oder
unten abweichen.
Grüsse
Bernd