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2013 | OriginalPaper | Chapter

7. Stromerzeugung aus Windenergie

Authors : Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter, Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz, Prof. Dr.-Ing. Martin Skiba, Dipl.-Ing. Burcu Özdirik

Published in: Erneuerbare Energien

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Windkraftanlagen (WKA) machen die in den strömenden Luftmassen enthaltene Bewegungsenergie technisch nutzbar. Die dieser Wandlung der kinetischen in mechanische Energie zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge werden im Folgenden dargestellt. Nicht behandelt wird die Windenergienutzung, wie sie z. B. bei Segelbooten oder Drachen realisiert wird.
Die aus dem Wind durch eine Windkraftanlage entnommene Energie bezieht sich i. Allg. auf eine bestimmte Zeitspanne bzw. einen definierten Zeitraum, in der sich die Wind- und Betriebsverhältnisse i. Allg. ständig verändern. Deshalb wird meist der „Augenblickswert der Energie“, also die Leistung, betrachtet und daraus der Betrag der Nutzenergie (Arbeit) durch eine zeitliche Aufsummierung (Integration) ermittelt.
Moderne Windenergiekonverter entziehen dem Wind die Energie mit Rotoren, welche aus einem oder mehreren Rotorblättern bestehen. Die entzogene Windleistung wird dadurch in eine Drehbewegung des Rotors und damit in eine mechanische Leistung an der Rotorwelle umgewandelt. Diese kann an der Welle als Moment – bei einer bestimmten Drehzahl – abgegriffen und an eine Arbeitsmaschine (z. B. Generator, Pumpe) übertragen werden.
Nachfolgend werden zunächst die Verhältnisse am idealisierten Rotor diskutiert, bevor anschließend näher auf die Gegebenheiten am realen Rotor einer Windkraftanlage eingegangen wird.
Literature
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Metadata
Title
Stromerzeugung aus Windenergie
Authors
Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt
Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter
Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz
Prof. Dr.-Ing. Martin Skiba
Dipl.-Ing. Burcu Özdirik
Copyright Year
2013
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-03249-3_7