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Der Rotor und seine Verstellmechanismen

 

Rotor-Montage (Bild: Nordex)

Die Rotorblätter sind aerodynamisch geformt, damit sie nicht nur aufgrund des Widerstandes drehen, sondern auch durch aerodynamisch erzeugte Auftriebskräfte. Die Form der Rotorblätter ist ähnlich der von Flugzeugtragflächen. Auf der Oberseite wird die Geschwindigkeit der Luft erhöht, auf der Unterseite verringert. So entsteht auf der unteren Seite ein Überdruch, auf der oberen ein Unterdruck, was letztlich zum Entstehen von Auftriebskräften führt. Einem Flugzeug ermöglicht dieser Effekt das Fliegen, ein Rotorblatt wird dadurch gedreht. Im Vergleich mit reinen Widerstandsblättern aus Holz oder Kunststoff, die einfach nur gekrümmt oder schräg gestellt sind, erreichen diese aerodynamischen Rotorblättern einen wesentlich höheren Wirkungsgrad.

Um die Leistung des Generators konstant zu halten, ist es notwendig, dass die Drehzahl des Rotors ebenso konstant gehalten wird. Um dies zu gewährleisten, haben größere Windräder eine automatische Rotorblattverstellung eingebaut. Durch verstellen des Rotorblattwinkels kann die Drehzahl des Rotors auch bei schwankenden Windstärken konstant gehalten werden. Bei schwachem Wind werden die Rotorblätter mit voller Breite gegen die Strömung gedreht; bei starkem Wind können die Blätter soweit gedreht werden, bis sie parallel zur Windströmung stehen. Diese Regelung wird auch Pitch-Regelung genannt. Im Falle von Sturm kann der gesamte Rotor durch eine Bremse festgesetzt werden.

Kleinere Windräder sind meist mit der Stall-Regelung ausgestattet. Die Rotorblätter sind dafür so geformt, dass die Luftströmung ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit zunehmende abreißt und die Rotordrehzahl so begrenzt wird. Zusätzlich sind diese Windräder mit aerodynamisch wirkenden Bremsklappen ausgestattet.

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