Schwedische Schülerinnen, die Vergewaltigungen melden, werden von Lehrern als "Rassisten" beschimpft

[Chronos]

Wie kommst du darauf, dass die Rotorblätter aufgeheizt werden? Die haben eine größere Masse als die Luft, werden also gekühlt vom Wind. Aufgeheizt wird also eher die Luft. Und davon strömt viel mehr vorbei als Rotorfläche. Ich dachte eigentlich, dass das Verständnis dafür bei dir vorausgesetzt werden könnte.

Mir scheint hier ein gravierendes Missverständnis des Begriffs "Wirkungsgrad" vorzuliegen.

Die Rotoren der Windkraftanlagen nutzen nur rund 50 % des anströmenden Windes und wandeln diese Kraft in Arbeit um, die dann ihrerseits den Generator antreibt.

Die restlichen 50 % heizen aber bis auf einen kleinen Anteil an Laminarströmung an den Profilen der Rotorblätter gar nichts auf, sondern streichen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.

Nur eine kleine Laminarschicht wird durch Reibung an den Profilflächen erwärmt und verschwindet dann in der großen Masse der zwischen den Rotoren durchpfeifenden Luft.

Als kleine hypothetische Faustformel:

Ansatz: Der anströmende Wind enthalte eine Kraft von 100 %.

- Dann werden rund 50 % durch den Rotor direkt in mechanische Arbeit umgesetzt.
- 45 % pfeifen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.
- 5 % werden durch Reibung an den Oberflächen der Profile erwärmt.

Also geben diese 50 % den reinen aerodynamischen/mechanischen Wirkungsgrad an, aber nicht, was mit dem ungenutzten Anteil von insgesamt 50 % passiert.

Infolge dessen kann es nicht sein, dass 50 % der angeströmten Windkraft in Wärme umgesetzt werden, wie von dir weiter vorne behauptet.

[Nicht Sicher]

Mir scheint hier ein gravierendes Missverständnis des Begriffs "Wirkungsgrad" vorzuliegen.

Die Rotoren der Windkraftanlagen nutzen nur rund 50 % des anströmenden Windes und wandeln diese Kraft in Arbeit um, die dann ihrerseits den Generator antreibt.

Die restlichen 50 % heizen aber bis auf einen kleinen Anteil an Laminarströmung an den Profilen der Rotorblätter gar nichts auf, sondern streichen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.

Nur eine kleine Laminarschicht wird durch Reibung an den Profilflächen erwärmt und verschwindet dann in der großen Masse der zwischen den Rotoren durchpfeifenden Luft.

Als kleine hypothetische Faustformel:

Ansatz: Der anströmende Wind enthalte eine Kraft von 100 %.

- Dann werden rund 50 % durch den Rotor direkt in mechanische Arbeit umgesetzt.
- 45 % pfeifen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.
- 5 % werden durch Reibung an den Oberflächen der Profile erwärmt.

Also geben diese 50 % den reinen aerodynamischen/mechanischen Wirkungsgrad an, aber nicht, was mit dem ungenutzten Anteil von insgesamt 50 % passiert.

Infolge dessen kann es nicht sein, dass 50 % der angeströmten Windkraft in Wärme umgesetzt werden, wie von dir weiter vorne behauptet.

Da hast du sogar recht, nachdem ich mir das B[Links nur für registrierte Nutzer] grad angeschaut habe. Dort ist tatsächlich so die Rede davon, dass reale Windkraftanlagen dem Luftstrom etwa 50% der kinetischen Energie entziehen können.

Wobei ich jedoch die 5% anzweifeln würde. Man hat ja schließlich nicht nur eine Reibung an den Profilen selbst, sondern durch die höhere Turbulenz auch im Medium selbst und am Mast und natürlich auch am Boden. Dazu die Reibung in den Lagern, Generator etc. plus die elektrischen Verluste infolge der Widerstände.

Auf die Schnelle finde ich aber nichts Konkretes, wie viel % der entnommenen kinetischen Energie am Windrad und der Umgebung als Wärme anfallen. Trotz allem: Eine lokale Erwärmung der Luft findet sehr wohl statt. Global betrachtet dürfte es aber egal sein, denn schließlich ist die Energie in der Atmosphäre ja schon drinne und wird früher oder später sowieso wieder zu Wärme.

Ein prinzipieller Vorteil gegenüber Solaranlagen. Stehen diese nämlich, um ein gutes Beispiel zu wählen, in einer Wüste mit hohem Albedo, so würde ein großer Teil der Sonneneinstrahlung direkt wieder in den Weltraum verschwinden. Die Solarzellen adsorbieren es aber und auch die elektrische Leistung landet am Ende zu 100% als Wärme in der Erdatmosphäre.

[antiseptisch]

Nein, nicht 50 % Wärme. Hinterm Windrad gibt es noch Windenergie, nur

Wo ist denn der Widerspruch? Die langsam gewordenere Luft ist etwas wärmer geworden. OT ist immer doof...

[antiseptisch]

Die Grundsätze der Thermodynamik (und auch der Aerodynamik) sind mir sehr wohl bekannt.

Allerdings erscheint mir die Behauptung, 50 % der angeströmten Windenergie würden in den Rotorblättern selbst in reine Wärme umgesetzt, ziemlich seltsam.

Wenn wir von einer mittleren effektiven Ausgangsleistung einer solchen Anlage von einem MW ausgehen, würde nach dieser Rechnung bereits das Leistungsäquivalent von einem MW aus dem angeströmten Wind nur die Rotorblätter aufheizen. Und das halte ich für .

Falsche Grundannahme. Wieso glaubst du, der Propeller würde sich erwärmen. Der wird eher gekühlt durch den Wind. Es ist die Luft, die sich durch die Reibung erwärmt. Normalerweise braucht man dafür kein Physikleistungskurs, sondern kann sich das durch eigenes Auffassungsvermögen erschließen.

[antiseptisch]

Mir scheint hier ein gravierendes Missverständnis des Begriffs "Wirkungsgrad" vorzuliegen.

Die Rotoren der Windkraftanlagen nutzen nur rund 50 % des anströmenden Windes und wandeln diese Kraft in Arbeit um, die dann ihrerseits den Generator antreibt.

Die restlichen 50 % heizen aber bis auf einen kleinen Anteil an Laminarströmung an den Profilen der Rotorblätter gar nichts auf, sondern streichen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.

Als kleine hypothetische Faustformel:

Ansatz: Der anströmende Wind enthalte eine Kraft von 100 %.

- Dann werden rund 50 % durch den Rotor direkt in mechanische Arbeit umgesetzt.
- 45 % pfeifen ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.
- 5 % werden durch Reibung an den Oberflächen der Profile erwärmt.

Also geben diese 50 % den reinen aerodynamischen/mechanischen Wirkungsgrad an, aber nicht, was mit dem ungenutzten Anteil von insgesamt 50 % passiert.

Infolge dessen kann es nicht sein, dass 50 % der angeströmten Windkraft in Wärme umgesetzt werden, wie von dir weiter vorne behauptet.

Du musst diese Berechnung nicht neu erfinden. Es war nicht die Rede davon, dass 50 % der durchströmten Windkraft verloren geht, sondern nur von dem kleinen Teil, der am Rotor auftrifft. Ist dich ganz logisch bei der geringen Dichte der Luft. Brauchst du noch mehr Hilfestellung?

[antiseptisch]

Wobei ich jedoch die 50% anzweifeln würde. Man hat ja schließlich nicht nur eine Reibung an den Profilen selbst, sondern durch die höhere Turbulenz auch im Medium selbst und am Mast und natürlich auch am Boden. Dazu die Reibung in den Lagern, Generator etc. plus die elektrischen Verluste infolge der Widerstände.

Auf die Schnelle finde ich aber nichts Konkretes, wie viel % der entnommenen kinetischen Energie am Windrad und der Umgebung als Wärme anfallen. Trotz allem: Eine lokale Erwärmung der Luft findet sehr wohl statt. Global betrachtet dürfte es aber egal sein,

Alles korrekt erfasst und bewertet.

[Chronos]

Du musst diese Berechnung nicht neu erfinden. Es war nicht die Rede davon, dass 50 % der durchströmten Windkraft verloren geht, sondern nur von dem kleinen Teil, der am Rotor auftrifft. Ist dich ganz logisch bei der geringen Dichte der Luft. Brauchst du noch mehr Hilfestellung?

Du solltest nicht anderen Nutzern Hilfestellung anbieten, wenn du selbst welche dringend nötig hast.

Es ging nicht um "verlorene" Windkraft, sondern um deine Behauptung, 50 % der Windkraft würden in Wärme umgesetzt, und das kann schon aufgrund einer ganz einfachen überschlägigen Rechnung widerlegt werden.

Wenn eine Windkraftanlage nur 50 % der Windkraft in mechanische Arbeit umsetzen und die restliche 50 % in Wärme, würde bei einer Anlage mit einem MW Ausgangsleistung (die Reibungsverluste in der Lagerung, im Getriebe und im Generator mal vernachlässigt), würde der Luftstrom hinter dem Rotor mit ebenfalls einem MW aufgeheizt und es käme ein enorm aufgeheizter Luftstrom (Wärmeäquivalent von 1 MW) hinter der Anlage aus dem Rotor.

Das Problem bei deinem Missverständnis liegt in der Tatsache, dass du den Wirkungsgrad eines Rotors mit 50 % falsch verstanden hast.

Wenn wir den gesamten Rotor als Kreisfläche betrachten, auf den ein bestimmter Winddruck einwirkt, dann kann der Rotor eben nur 50 % dieses Drucks nutzen. Der Rest geht ungehindert und ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch.
Natürlich findet direkt an den Rotorblättern aufgrund Oberflächenreibung der Luft an den Rotorblättern eine gewisse Reibungswärme statt, aber die beträgt niemals 50 % des gesamten Luftdurchsatzes der Kreisfläche.

Lies doch einfach mal die Betz'schen Abhandlungen über Windkraft nach.

[Würfelqualle]

Kommt mal wieder zum Thema zurück.

[Chronos]

Da hast du sogar recht, nachdem ich mir das B[Links nur für registrierte Nutzer] grad angeschaut habe. Dort ist tatsächlich so die Rede davon, dass reale Windkraftanlagen dem Luftstrom etwa 50% der kinetischen Energie entziehen können.

Wobei ich jedoch die 5% anzweifeln würde. Man hat ja schließlich nicht nur eine Reibung an den Profilen selbst, sondern durch die höhere Turbulenz auch im Medium selbst und am Mast und natürlich auch am Boden. Dazu die Reibung in den Lagern, Generator etc. plus die elektrischen Verluste infolge der Widerstände.

Auf die Schnelle finde ich aber nichts Konkretes, wie viel % der entnommenen kinetischen Energie am Windrad und der Umgebung als Wärme anfallen. Trotz allem: Eine lokale Erwärmung der Luft findet sehr wohl statt. Global betrachtet dürfte es aber egal sein, denn schließlich ist die Energie in der Atmosphäre ja schon drinne und wird früher oder später sowieso wieder zu Wärme.

Ein prinzipieller Vorteil gegenüber Solaranlagen. Stehen diese nämlich, um ein gutes Beispiel zu wählen, in einer Wüste mit hohem Albedo, so würde ein großer Teil der Sonneneinstrahlung direkt wieder in den Weltraum verschwinden. Die Solarzellen adsorbieren es aber und auch die elektrische Leistung landet am Ende zu 100% als Wärme in der Erdatmosphäre.

Die 5 % hatte ich nur Pi-mal-Daumen angenommen.

Wenn wir die Rotorfläche als Kreis betrachten, können nicht daneben liegende Gegenstände wie der untere Teil des Mastes oder auch am Boden in die Energiegewinnung bzw. Freisetzung der Windenergie einbezogen werden.

Nochmal: Der Wirkungsgrad des Rotors von etwa 50 % besagt ja nur, dass nur etwa die Hälfte des der Kreisfläche angebotenen Winddrucks überhaupt genutzt werden. Der Rest streicht ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch und ein wirklich sehr kleiner Teil wird an den Rotorblättern durch Luftreibung in Wärme umgesetzt. Aber niemals 50 % der angebotenen Windleistung.

Die Reibungsverluste in den Lagern, im Getriebe und im Generator müssen logischerweise von den 50 % der gewonnenen Arbeit abgezogen werden, dürften aber nicht größer sein als eine einstellige Prozentzahl. Die mechanischen Komponenten sind sicher so konstruiert und gebaut, dass die mechanischen Reibungsverluste im Interesse einer möglichst großen Windausbeute so klein wie nur möglich sind.

[Dr Mittendrin]

Die 5 % hatte ich nur Pi-mal-Daumen angenommen.

Wenn wir die Rotorfläche als Kreis betrachten, können nicht daneben liegende Gegenstände wie der untere Teil des Mastes oder auch am Boden in die Energiegewinnung bzw. Freisetzung der Windenergie einbezogen werden.

Nochmal: Der Wirkungsgrad des Rotors von etwa 50 % besagt ja nur, dass nur etwa die Hälfte des der Kreisfläche angebotenen Winddrucks überhaupt genutzt werden. Der Rest streicht ungenutzt zwischen den Rotorblättern durch und ein wirklich sehr kleiner Teil wird an den Rotorblättern durch Luftreibung in Wärme umgesetzt. Aber niemals 50 % der angebotenen Windleistung.

Die Reibungsverluste in den Lagern, im Getriebe und im Generator müssen logischerweise von den 50 % der gewonnenen Arbeit abgezogen werden, dürften aber nicht größer sein als eine einstellige Prozentzahl. Die mechanischen Komponenten sind sicher so konstruiert und gebaut, dass die mechanischen Reibungsverluste im Interesse einer möglichst großen Windausbeute so klein wie nur möglich sind.

Luft muss durchkommen, sonst hätte man hinter dem Windrad Windgeschwindigkeit 0. Wäre wie eine Wand, die auch keine Energie aufnimmt, ausser Druck.