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Schnelllaufzahl einer Windturbine


CC-BY-NC-SA 3.0

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heut – geht's um die Form der Rotorblätter – als aller erstes Mal eine Kennzahl – das ist die sogenannte Schnelllaufzahl – drei L – oder im englischen heißt – etwas klarer TSP – Tippspeedway – Show – Pietshow – das Verhältnis – der – Geschwindigkeit – am Umfang der Flügelspitze – zur – Windgeschwindigkeit – Lamm da – schreibt man gerne kurz dafür – also ich bilde ein Verhältnis – von der Umfangsgeschwindigkeit – was die Geschwindigkeit der Flügelspitze – der Rotorblattspitze – soll ich sagen – Geschwindigkeit – durch die Windgeschwindigkeit – mit Windgeschwindigkeit – ist wieder dieses V eins – von Montag gemeint – als die Windgeschwindigkeit – ohne die Anlage oder weit vor der Anlage – nicht die Windgeschwindigkeit – innerhalb der Turbine – also wenn Sie so wollen – es die Windgeschwindigkeit – hier ist meine Turbine – das ist Umfangsgeschwindigkeit – die beiden Teile durcheinander – ?? Mutterschutz und auf gemahlener Turbinenform – bei der Historie – das was im wilden Westen gestanden hat – mit den vielen Blättern – Beistrich alle – wie das aussieht ?? das Ding mit den vielen Blättern – das ist – ein Langsamläufer – der läuft relativ langsam – und da hat man ein Schnelllaufzahl – von zum Beispiel – eins bis drei – Tagen die Umfangsgeschwindigkeit – ist so groß wie die Windgeschwindigkeit – oder dreimal so groß Pi mal Daumen über den breiten Daumen – viele Blätter – relativ langsam – was sie aber bei uns in der Landschaft typischerweise sehen sind Schnellläufer – wieder mit drei L – wenige Blätter – als eben typischerweise drei Blätter – und – der hat eine hohe Schnelllaufzahl – des Wasser Längerschnellläufer – dessen Verhältnis zum Wind relativ schnell – zum Beispiel – typische Werte von – fünf bis acht – ?? bei der Historie – Grobian – erwähnt – die große Windenergieanlage – Grobian – zwei Rotorblätter – dann sind sie noch schneller mit zwei Rotorblättern – das Ding hatte Lander gleich zehn – optimal – also – die Geschwindigkeit am Umfang – ist das Zehnfache – der Windgeschwindigkeit – gewesen wenn das Ding optimal lief – das Komma noch weiter treiben – es gab auch Experimente – mit ein Flugplan – das sieht wirklich sehr komisch aus ?? ein Schüler vorstellen – also – das hier ist die Achse ?? Denkens ein Flügel dran und ermordete noch im Gegengewicht damit sie nicht sofort auseinanderfällt – dieses Ding muss noch schneller sein das sieht sehr unruhig aus – schauerlicher sich in Zahlen war das es bisschen exotisch Beistrich dann – am allerletzten Termin noch bisschen was exotischen Sache und darunter dann auch zu solchen Lösung mit einem einzigen Rotorblatt – das – sieht schon sehr komisch aus – Komma – so das ist die Schnelllaufzahl – als die Schnelllaufzahl – sagt uns was – darüber – wie der Rotor ausgelegtes – insbesondere so einer – hat eine kleinere Schnelllaufzahl – über eins aber – trotzdem kleiner so eine größere – rein aus dem Bauch heraus warum muss so ein Rotor schneller laufen als so ein Rotor ✂ Meerwasser hier an Fläche nicht hat er ziemlich viel Fläche was der jährliche nicht an unsere Geschwindigkeit – ausgleichen – muss eben regelmäßig – überall vorbeikommen – sozusagen – sonst ständig vor – das Ding dreht sich kaum dann würdigen die Luft durch pusten dadurch wussten dadurch wussten sie hätten nichts davon gehabt – das wären bisschen unsinnig das können bei den nicht so gut passieren – also offensichtlich musste er schneller laufen – und vom Gefühl her muss anteilig schneller laufen – was die Fläche angeht – wenn sie – ein paar Meter Rotordurchmesser – haben dann können Sie so undenkbar und wenn sie hundert Meter Rotordurchmesser – haben dann bauen wir natürlich so einen und nicht so ein – allein vom Materialaufwand – und von dem Gewicht – der Landschaft verschandeln und was auch immer als man es zwangsläufig darauf solche Form angewiesen – mit wenigen Rotorblättern – oder sogar noch weniger – ?? schon zu Grobian erzählt das zwei Blätter müssen schwierig ist – der – Trägheitstensor – ist unglücklich – bei dem drei Weltkriegen – verhält sich der Rotor – wie eine Scheibe – von der Mechanik her – und dann zwei Beiträgen verhält sich das Ding wie eine Zigarre und das ist keine gute Idee was Schwingungen angeht – also – ist ?? bei drei Blättern inzwischen stehen geblieben unter drei Beta gibt's nicht allzu viel es gibt immer wieder Versuche mal gucken ob irgendeiner der Versuche dann auch funktioniert – aber derzeit ist reif für die großen Anlagen das – Optimum – so ist Komma Anfang zu rechnen – wenn ich sage ich habe einen drei Ausflügler – mit einem Rotordurchmesser – von hundert Meter – typische heutige Anlagewindgeschwindigkeit – von fünfzehn Meter pro Sekunde – und eine Schnelllaufzahl – von – sieben – alles so typische Angaben – immer aus wie schnell ist das Ding tatsächlich an der Spitze – wie schnell sausen die Rotorblätter – an einem vorbei an der Spitze – schreibt das hier nur – telegrafisch – wie schnell ein spitze – und zweitens – die weit kommt die Luft bis das nächste Blatt der heißt – in die große Pakete zerteilt – der Rotor – die Luft so zu sagen wie weit kommt die Luft das es jetzt ein bisschen – flapsig – ausgedrückt – wie weit kommt die Luft – ist das nächste Blatt da ist – ?? Klammer auf – ich hab den Rotor – wenn die Luft hier gerade an ein Blatt vorbei ist – kommt dabei das nächste Blatt wie lang schlicht die Luft bis oben wieder das nächste Basiswissen – wieder abgeschnitten wird sozusagen bis das nächste Blatt wieder oben ist wie groß ist das Luftpaket das hier gebildet wird – kriegt man auch nie Idee – über die Flächenausnutzung – ich muss ja – weil so wenig Fläche habe – durch hohe Umdrehungszahl – den Verlust sozusagen wieder gutmachen – regelmäßig – bei meiner Luft vorbeikommen – wie groß werden diese Pakete hier werden endlich die Luftverteiler – sicher ihr dann am Sonntag Zier – aber wie groß ist – dann der Abstand von einem – Umlauf des Konzils zum nächsten Korkenzierhub – könnte man auch dazu sagen – das Weizmann Haus ✂ sichert aber ich wollte ein drei betrieben haben das sie soll von der Seite seines was erkennen kann also der Wind kommt von hier – das hier soll von der Seite sein – ein drei tägiger Rotor ✂ also blitzschnell an der Spitze das natürlich jetzt drei Satz schlicht und ergreifend klar das was simpel – ich will die Umfangsgeschwindigkeit – wissen ich hab die Windgeschwindigkeit – ich die Schnelllaufzahl – also einfach die beiden miteinander multiplizieren – müssen ist an der Spitze – das ist sieben mal fünfzehn – Meter pro Sekunde – also hundert fünf – Meter pro Sekunde – was wäre eine Referenzzahl – für die hundert fünf Meter pro Sekunde damit das in irgend ein Bezug setzen kann ist das schnell ist das langsam hundert fünf Meter pro Sekunde umzusetzen das in Bezug ✂ etwa ein Drittel der Schallgeschwindigkeit – und das heißt – langsam will ich Anfang vorsichtig zu werden – wenn sie höhere Geschwindigkeiten – haben mit sich die Aerodynamik ändern – und bei der Schallgeschwindigkeit – wird irgendwas schlimmes passieren mit unserer Aerodynamik da muss man drüber nachdenken – und es wird laut werden das wissen Sie von Überschallknall – also irgendwas – stößt da an eine Grenze an dieser Stelle fängt man an vorsichtig zu werden mit den Geschwindigkeiten – nah andere Möglichkeit ist die Rechnung in Kilometer – pro Stunde um mal drei Komma sechs dann sind sie auch da ist sie kann sie aber nie ICE überholt – an der Stelle – so schnell sind die Flügelspitzen im Normalbetrieb – von einer so großen Anlage – das muss man sich klarmachen – so das so Geschwindigkeit an der Spitze also die ist heftig – mit anderen Worten – und schrieb über die Luft kommt bis das nächste Blatt da ist – dann doch auszugestalten – das man sowas rechnet – wie lang ist diese – Strecke – in das Blatt zurücklegt – und dann muss ich einfach mit der Schnelllaufzahl bisher multiplizieren – also – die Luft kommt gerade an diesem Blatt vorbei – und jetzt möchte ich wissen wie lang die Strecke ist die das Blatt zurücklegt – wir wissen den Durchmesser – hundert Meter gewissen Radius also fünfzig Meter mal Gemeinderates – fünfzig Meter – ein Drittel vom Umfang – ein drittel – mal zwei Pi mal fünfzig Meter – das wäre die Strecke – die das nächste Blatt zurücklegt – jetzt kann ich sagen wie weit die Luft kommt – wenn das Land diese Strecke zurücklegt – welche Strecke legt die Luft ✂ zurück – während dessen – kommen sie darauf – das sie kann es mit den Geschwindigkeiten – anfangen die Umfangsgeschwindigkeit – die Windgeschwindigkeit – einrechnen ?? ich würde einfach sagen – ich teile durch die sieben das nicht ganz richtig müssen korrigiert ?? ich teile durch die sieben – ?? meine Blattspitze diese Strecke zurücklegt – ?? siebenmal schneller als der Wind – dann nicht der Wind ein siebtel dieser Strecke zurück – ein – siebtel von – einem Drittel – mal zwei Pi mal fünfzig Meter da muss ich gar nicht Zeiten ausrechnen und jetzt die Zeit ausrechnen wie lange dauert das bis das passiert – ich würde einfach sagen okay wenn der Wind ein Siebtel so schnelles Schnelllaufzahl – wie die Blattspitze – nicht eben in derselben Zeit ein siebtel der Strecke zurück – das ist nicht ganz richtig wenn ich sage der Wind ist ein Siebtel ✂ so schnell – sich am Montag erinnern – so hier brauche ich die Windgeschwindigkeit – in der Rotorebene – nicht die offizielle Windgeschwindigkeit – weiter vor – seiner die Gefälligkeit in der Rotorebene und die war im optimalen Fall zwei Drittel von der davor – ganz dreist mit zwei drittel noch – das Rotorblatt – nicht nur die Spitze des oder plötzlich diese Strecke zurück – bei der offiziellen Windgeschwindigkeit – würde die Luft ein siebtel dieser Strecke zurücklegen in derselben Zeit – aber lange nicht offizielle Windgeschwindigkeit – wir sind in der Ebene des Rotorblatt also mal zwei Drittel was den Braten jetzt nicht fett macht – mal gucken was hier passiert – dann habe ich hier Pi mal Daumen – eins durch einundzwanzig – mal sechs mal fünfzig – mal zwei durch drei – Meter – die sechs gegen die drei dann habe ich da oben mit zwei zweimal fünfzig sind hundert – zwei – durch einen zwanzig – sind ungefähr eins durch zehn hundert durch zehn sind ungefähr zehn ✂ als irgendwas bei zehn Metern – so – zehn Meter das heißt ich bilde hier sozusagen – Pakete von zehn Metern oder sonst – eine Schraube – von zehn Metern Hub – so dicht ich das übereinander – das heißt ?? wurde es wirklich so schnell – ?? tatsächlich in den Leerraum in gewisser Weise ausfüllt ✂ zu ein rotes typischerweise auf eine bestimmte Schnelllaufzahl ausgelegt – die Hassan Gernelander – und nahm – die Auslegungsschnelllaufzahl – ein fürchterliches Wortauslegung – Schnelllaufzahl – das heißt nicht erst mal das auf bestimmte Windgeschwindigkeit – ausgelegt ist man offenfestes – Verhältnis – sie können – Sie – die Windgeschwindigkeit – verdoppeln – ?? auch einfach die Umfangsgeschwindigkeit – verdoppeln und haben dieselbe Schnelllaufzahl – dass es wieder seine Ähnlichkeitsbetrachtung – nicht letzte Woche vorgeführt hatte mit dem – Strömungswiderstand – auf das Unendlichkeitsbetrachtung – wenn die Windgeschwindigkeit – verdoppeln und die – umfassende Schnelligkeit verdoppeln die Zahl der Umdrehungen pro Minute verdoppeln dann haben sie wieder dieselbe Auslegungsschnelllaufzahl – und mehr oder minder dieselben aerodynamischen – Verhältnisse – so lange nicht irgendwas von wegen – Viskosität – oder Schallgeschwindigkeit – dazwischen kommt aber im Prinzip kann man so skalieren – das heißt – man ist ?? man – die Form der Rotorblätter auf bestimmte Schnelllaufzahl auslegt – ist man eigentlich nicht auf bestimmte Windgeschwindigkeit – geeicht – man könnte den Rotor ja entsprechend langsamer oder schneller laufen lassen – als was man eigentlich möchte – das die Drehzahl – proportional – zur – Windgeschwindigkeit – ist – so wäre das gut für die Aerodynamik – Dank und dann demnächst bei der Elektrik ein bisschen Ärger rein – man relativ – einfache – Elektrik dahinter hat wenn sie in Synchrongenerator – haben insbesondere der direkt am Netz hängt – dann die Drehzahl – festbetoniert – und ?? Glanzproblem – das heißt – dann läuft diese Anlage tatsächlich nur meine bestimmten Windgeschwindigkeit – optimal nur dann habe ich die Auslegungsschnelllaufzahl – und sonst nichts – Komma später noch mal drauf – als aerodynamisch – hätte ich gerne – das die Drehzahl des Motors proportional ist zur Windgeschwindigkeit – das heißt der Generator muss immer die richtige Leistung entnehmen – bei niedriger Windgeschwindigkeit – muss der Generator wenig Leistung entnehmen – und bei hoher Windgeschwindigkeit – muss der Generator viel Leistung in dem eben gerade sein lassen Verhältnisse – sich die richtige Geschwindigkeit einstellt – wenn sie nicht genügend Leistung entnehmen wir ?? wurde immer schneller immer schneller Schlichting irgendwann um die Ohren das sowieso – aber läuft auch nicht optimal – als um den optimal laufen zu lassen sich immer dafür sorgen dass ich gerade richtig viel Leistung entnehme – um bei der passenden Schnelllaufzahl zu liegen – und ja wie gesagt wenn die Drehzahl fest ist ist das ganze eben – echt schwierig – deshalb versucht man heute – die Drehzahl flexibel zu halten Punkt das macht die Aerodynamik besser