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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Strom aus wind


1. Atom
2. Motor



Ein Windrad nutzt die Windkraft und wandelt sie in brauchbare Energie wie z.B. Strom um. Es gibt Windräder und Windmühlen schon seit dem Mittelalter. In Persien ,dem heutige Iran, baute man einfache Windmühlen schon seit dem 10. Jahrhundert.

     Sie dienten vor allem zur Bewässerung und zum Mahlen von Getreide. Bei den ersten Windmühlen war das Windrad mit Segeln horizontal gelagert und trieb eine vertikal stehende Achse an. Diese Vorrichtungen waren zwar nicht sehr leistungsstark, verbreiteten sich jedoch bis nach China und dem Mittleren Osten. Wahrscheinlich gelangte diese Technik auch über die Kreuzzüge nach Europa. Zwischen dem 15. und dem 18.

     Jahrhundert erfüllten Windmühlen neben dem Mahlen von Getreide und der Bewässerung von Ackerland eine Vielfalt weiterer Aufgaben. Zu diesen gehörte das Abpumpen von Meereswasser aus Gebieten, die unter dem Meeresspiegel lagen, außerdem dienten Windmühlen zum Sägen von Holz, zur Papierherstellung, zum Ölpressen aus Samen und zum Mahlen unterschiedlicher Rohmaterialien. Insbesondere durch die Niederländer wurde der Windmühlenbau im 17. und 18. Jahrhundert gefördert. Bis zum 18.

     Jahrhundert hatten die Niederländer annähernd 9 000 Windmühlen gebaut. Zu den wichtigsten technischen Verbesserungen der Windmühle zählt eine im Jahr 1745 erfundene mechanische Einrichtung zur Windrichtungsnachführung. Mit Hilfe dieser Konstruktion ließen sich die Flügel automatisch in den Wind drehen. Wie wir wissen, werden heute Windkraftanlagen meist zur Stromerzeugung genutzt. Man unterteilt diese Anlagen in zwei Kategorien: Anlagen mit horizontal laufender Achse und solche mit vertikaler Achse. Bei Anlagen mit horizontal laufender Achse ist an einem Achsenende ein zwei- oder mehrblättriger Rotor installiert, der über ein Getriebe mit einem elektrischen Generator verbunden ist.

     Der Rotor wird zwecks optimaler Ausbeute mit Hilfe eines Computers in den Wind gedreht. Bei zu großer Windstärke wird der Rotor automatisch verriegelt. Die gebräuchlichste Konstruktion mit vertikal laufender Achse ist der sogenannte Darrieus-Rotor. Diese Maschine ist von der Windrichtung unabhängig und sieht im Prinzip so ähnlich aus wie ein Schneebesen. Ein Darrieus-Rotor kann jedoch nicht von selbst anlaufen. Deshalb werden Darrieus-Rotoren mit leicht anlaufenden Savonius-Rotoren kombiniert.

     Beim Savonius-Rotor stehen sich zwei gebogene, vertikal stehende Flügel gegenüber. Wissenschaftler schätzen, daß bis Mitte des 21. Jahrhunderts zehn Prozent des Strombedarfs der gesamten Welt durch Windkraftwerke geliefert werden könnte. Die erfolgreichsten Windenergieanlagen für eine großangelegte Energiegewinnung sind von mittlerer Größe (von 15 bis 30 Metern Durchmesser und einer Leistung von 100 bis 400 Kilowatt). In Deutschland wurden 1990 über 4 000 Windkraftanlagen errichtet, das hört sich viel an, es sind aber nur 0,5 % des Netto-Stromverbrauchs von Deutschland. Es sollte mindestens einen Windjahresdurchschnitt von 4 bis 5 Metern pro Sekunde haben, dass es sich lohnt eine Windkraftanlage zu errichten.

     Diese Werte sind fast nur an Küstenregionen zu finden.

 
 



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