Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Windkraftwerk
Windkraftwerk(Windkraftanlage), Anlage zur Gewinnung elektr. Energie aus der natürl. Strömungsenergie des Windes. Wichtigstes Bauelement eines W. ist der Rotor (»Windrad«, »Windturbine«), der an einer Welle befestigt ist und dem Wind geeignet geformte und positionierte Angriffsflächen (Flügel, Schaufeln o. Ä.) bietet, so dass er von der zuströmenden Luft in Drehung versetzt wird. Über die Welle und ein Getriebe wird die Drehung auf einen Generator übertragen, der elektr. Strom erzeugt. Die max. Leistung eines W. steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit, die wiederum mit der Höhe über dem Boden zunimmt. Häufigste Bauart von W. sind Anlagen mit schnell laufenden Rotoren mit waagerecht angeordneter Rotorwelle und zwei oder drei senkrecht dazu stehenden, aerodynamisch gestalteten Rotorblättern. Die Welle wird entsprechend der Windrichtung ausgerichtet; der Blattanstellwinkel der Rotorblätter wird in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit verstellt, damit die Rotordrehzahl auf einen konstanten Wert geregelt werden kann (Pitch-Regelung). Die Drehzahlbegrenzung kleiner Rotoren erfolgt durch konstruktionsbedingten Strömungsabriss an den Blättern (Stall-Regelung). Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten (etwa ab 25 m/s, d. h. Windstärke 10) muss aus Schutz vor mechan. Überlastung der Rotor gebremst oder stillgesetzt werden, und ggf. müssen die Blätter aus dem Wind gedreht werden. Neben W. mit horizontaler Rotorachse gibt es Anlagen mit vertikaler Rotationsachse wie den Darrieus-Rotor, der aus zwei oder drei senkrechten Rotorblättern, die als Mantellinien einer Rotationsfigur ausgebildet sind, besteht. Ähnlich konzipiert ist der Savonius-Rotor mit zwei senkrecht stehenden schaufelförmigen Blättern.
▣ Literatur:
Heymann, M.: Die Geschichte der Windenergienutzung 1890-1990. Frankfurt am Main u. a. 1995.
⃟ Windkraftanlagen. Grundlagen u. Entwurf, hg. v. R. Gasch. Stuttgart 31996.
⃟ Schulz, Heinz: Kleine Windkraftanlagen. Staufen 41998.
Windkraftwerk(Windkraftanlage), Anlage zur Gewinnung elektr. Energie aus der natürl. Strömungsenergie des Windes. Wichtigstes Bauelement eines W. ist der Rotor (»Windrad«, »Windturbine«), der an einer Welle befestigt ist und dem Wind geeignet geformte und positionierte Angriffsflächen (Flügel, Schaufeln o. Ä.) bietet, so dass er von der zuströmenden Luft in Drehung versetzt wird. Über die Welle und ein Getriebe wird die Drehung auf einen Generator übertragen, der elektr. Strom erzeugt. Die max. Leistung eines W. steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit, die wiederum mit der Höhe über dem Boden zunimmt. Häufigste Bauart von W. sind Anlagen mit schnell laufenden Rotoren mit waagerecht angeordneter Rotorwelle und zwei oder drei senkrecht dazu stehenden, aerodynamisch gestalteten Rotorblättern. Die Welle wird entsprechend der Windrichtung ausgerichtet; der Blattanstellwinkel der Rotorblätter wird in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit verstellt, damit die Rotordrehzahl auf einen konstanten Wert geregelt werden kann (Pitch-Regelung). Die Drehzahlbegrenzung kleiner Rotoren erfolgt durch konstruktionsbedingten Strömungsabriss an den Blättern (Stall-Regelung). Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten (etwa ab 25 m/s, d. h. Windstärke 10) muss aus Schutz vor mechan. Überlastung der Rotor gebremst oder stillgesetzt werden, und ggf. müssen die Blätter aus dem Wind gedreht werden. Neben W. mit horizontaler Rotorachse gibt es Anlagen mit vertikaler Rotationsachse wie den Darrieus-Rotor, der aus zwei oder drei senkrechten Rotorblättern, die als Mantellinien einer Rotationsfigur ausgebildet sind, besteht. Ähnlich konzipiert ist der Savonius-Rotor mit zwei senkrecht stehenden schaufelförmigen Blättern.
▣ Literatur:
Heymann, M.: Die Geschichte der Windenergienutzung 1890-1990. Frankfurt am Main u. a. 1995.
⃟ Windkraftanlagen. Grundlagen u. Entwurf, hg. v. R. Gasch. Stuttgart 31996.
⃟ Schulz, Heinz: Kleine Windkraftanlagen. Staufen 41998.