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Rechenbeispiel Wellenenergie; Wasserverdrängung und Auftrieb


CC-BY-NC-SA 3.0

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ein Rechenbeispielzur Wellenenergiewir habenWellen auf dem Meer darauf lassen wir einen Auftriebskörperschwimmenund mein Gedanke ist dass sich unten auf dem Meeresgrundeinen Generator habe oder eine ungelenk Rolle wie auch immerdann so eine Verbindung habe der Auftriebskörperziehtan meinem Generatorüber ein Seil oder etwas ähnlicheswenn die Welle nach oben gehtwenn die Welle nach unten geht besonders ?? wieder zusammen Klammer zu immer wenn die Welle nach oben geht wird Arbeit verrichtetan meinem Generator das ist mein GedankeKomma sich überlegen okay wie viel Energie würde das den liefernwelche Leistung hätte ich im Mittel irgendwelche Werte angeben ?? meine Wellenhöhean voneins Komma fünf MeternHöhe ist nicht die Amplitude welches wirklich vom Tal bis zum Bergeins Komma fünf Metereine Wellenlängevon dreißig MeterPeriodenlängeganze Zinsen bildlich unterbringen eine Periodenlängevon sechs Sekunden also in sechs Sekunden rauf und wieder runter und sechs Sekunden vomTal zum Berg und wieder zum Talund diese Auftriebskörpersoll ein Volumen haben von einem Kubikmeterdie Frage ist welche mittlere Leistung kann ich jetzt so gewinnen immer wenn der Auftriebskörpervon der Welle nach oben bewegt wird Solargeneratorziehendann soll automatisch auf den Weg nach unten wieder auf gewickelt werden?? sei nicht öffentlich nach unten ist ja das Seil sonst locker das wird nicht funktionierenalso nur auf dem Weg nach obenbin ich jetzt Energie bei diesem simplen Mechanismusrechnen Sie mal die mittlere Leistung ausmit der Leistung Beistrich immer nur stoßweise Leistung was wir das dann im Mittel seindie Auftriebskraftgespannt es geht auch anders man kann direkt mit der potentiellen Energieleichnameüber die Auftriebskraftmachen würdein der Auftriebskörper unter Wasser setzte der Gast das machen können mehr sagen gelassenen unter Wasser bis die Welle beim Maximum ist sondern dass man ganz schnell aufsteigensowasprobieren um die Energie zu gewinnenoder ausrechnenwie viel Energie sich gewinnen lässt ?? das meine ganze Zeit nicht an der Oberfläche mitfahren ?? wir können uns auch überlegen Johannes anders wofür die Rechnung privaten Zweck der Religion im Schwimmkörper es unterlassen hinaufsteigenund rechnen jetzt mit Kraft und Weg groß ist die Auftriebskraftsandig relativ banal die Auftriebskraftist die Gewichtskraftdes verdrängten Wassersfehlt hier ein Wasservolumenich zeichne das man soein Loch im Wasserdas gibt Ihnen eine Auftriebskraftund sie müssen es ?? berücksichtigenwas an Gewichtskrafttatsächlichdurch diesen Auftrieb Körper dann wieder aufkommt also dieses noch Wasser Klammer zu wird das erfährt eine Kraft nach oben aber ja Auftrieb Körper erfährt eine Kraft nach untenwelche Kraft wird auf den Auftriebskörpersie kriegendie fehlende Gewichtskraftdes verdrängten Wassers nach obenähm mal dieal so die Dichte von Wassermal das verdrängte Volumenmal die schwere Beschleunigung aber gleichzeitigwird dieser Auftriebskörperetwas wirkendas verlieren sieKraft nach unten für die Kraft nach obenalso die Masse vom Auftriebskörperwarmal die schwere Beschleunigungjetzt können wir uns überlegen was die beim Aufstieg verrichteterArbeit istKraft mal Weg die Kraft des Konstanz der Weg ist die Wellenhöhe also dieses Mal die Höhe gekommen ausklammerngeh mal H maldie Dichte von Wasser mal das verdrängte Volumenminus die Masse von dem Auftriebskörperund damit könnte man jetzt auf eine mittlere Leistung vomindischen aufgefallen eine der Angaben ist überflüssig die Wellenlänge ist im RegalSituationSommer wisse meine Idee dessen so typische Abmessungenfür solche Wellen dann dreißig Meter links und eins Komma fünf Meter hoch die Periodendauer sind und jetzt das interessantebekommen wirauf eine mittlere Leistungnuner wirklich so banal Arbeit pro Zeit deshalb probierte die Periodendauer galt die Wellenlängealso alle sechs Sekundendiese Arbeitdas jeweilige Auftriebskraftjetzt warte ich weiter mit derLeistungdiese Arbeitdurch die sechs Sekundenperiodendauerimmer vorsichtigden ganz beiden Daumen sagen was das ist dann haben wir also hier zehnMeter pro Quadratssekundemal anderthalbMetermalein Kubikmeter Wasser ist eine Tonne also tausend Kilogrammich vernachlässige mal die Masse von den Auftrieb KörperWassertiefen Seil dann an den Hängenwas es für Plastikgefäßoder Stahlgefäßdas muss man hier mit eingerechnet es wird auch nicht unwesentlich sein aber ich ignoriere das mal durch meine sechs Sekundendann haben wirguckenuns Komma fünf null sechs sechssiebenvier mal eins Komma fünf konnte als Waffenwechselweg und unten haben wir stehenein viertel sind null Komma zwei fünfKomma zwei fünfjetzt kommt das Komma eine Stelle weiterund es kommt noch drei Stellen weitereinszweidreiunserer Standardeinheitendas ?? so what werden also zwei tausend fünf hundert Watt zwei Komma fünf Kilowatt wenn sie auf See irgendwo ohne Leuchte zu versorgen habenund eine kleine Funkstation zu versorgen haben würde das schon mal gut reichen natürlich nur solange ordentlicher Seegang es muss auch noch Batterie einbauenkannKomma zum Auftriebwie tief sind ein Schiff einMann Ozeanwie tief sind ein Schiff ein so das Prinzipwie tief sie das Schiff ein ?? des Schiff sind so tief ein des die Gewichtskraftvon dem gesamten Schiffso groß ist wie die Gewichtskraftvon dem verdrängten Wasserdas ist der Trick der Gewichtskraftvom Schiff ist gleich der Gewichtskraftdes verdrängten WassersPunkt sie müssen ein Schiff gar nicht auf die Waage stellendie Messen einfach wieder Wassers verdrängtbestimmt wie schwer es istwenn die war gleich groß sind die Gewichtsklasse Schiffs und die Gewichtskraft des verdrängten Wassers kann sich das ja dann ist die Gesamtkraft null es geht wieder rauf noch unter das Schiff wenn das Schiff zu weit oben istsie setzen das Schiff gerade ins Wasser in der Badewannesetzende Schiff gerade ins Wasserwas passiert dann kraftmäßigin dem Moment in dem sie das Schiff ins Wasser setzen?? Moment in dem der Schiffchen in die Badewanne setzen ganz zu Beginn es ist zu etwas untergetauchtdann ist aber noch wenig Wasser verdrängt es hat die Gewichtskraftdiesab Werk hat aber es ist auch wenig Wasser verdrängtdas heißtdieses Volumen hier das Volumen Wassers verdrängt ist kleindie Kraft nach oben ist kleindie Kraft nach unten ist aber so großwie sie auch später dann sein wird einfach die Kraft nach unten ?? das Schiff hat so das was sie haben eine Kraft nach unten in dem Moment den in der Schiff ins Wasser gesetzt wird es wird sinkenbis es dann endlich so weit gesunken ist dass diese beiden Kräfte sich aufhebenumgekehrt wenn es zu tief ist beim Entladen?? Schiff kommt im Hafen an Supercontainerdrauf und jetzt nimmt die Container runterdann sinkt die Kraft die Gewichtskraftauf das Schiffund dann gerätdiese Differenz ja aus der Ballonsdie Gewichtskraft auf das Schiff ist kleinerals die Gewichtskraftauf das verdrängte Wasser und wir kriegen eine Kraft nach oben und das Schiff wird steigendas war Auftriebskraftin zwei Minuten eine ziemlich banalegesehen hat die Masse eines Schiffs wird gemessen in dem man feststelltwie viel Wasser es verdrängt