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Windenergie aus Strömungswiderstand; Leistungsbeiwert


CC-BY-NC-SA 3.0

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mussmal eine möglichst einfache Windenergieanlagean den ich wirklich gut funktionieren wirdeine die nur mit dem Widerstandarbeitete ich mit Auftrieb sondern nur mit Widerstandstellen sich vor sie haben ein Turmist der Erdboden sie haben ein Tor und an dem Turm hängteine Art Fallschirmeine Halbkugelsowaseiner Halbkugelund diese Halbkugel wird mit dem Wind bewegt vom Wind bewegt soll ich sagen von hier kommt unser Windund jetzt gewinnen sie Energielassen den Wind Arbeit verrichtenindem sie hier die Seite locker lassen auf diese Artalso ihr Fallschirm oder was auch immer das ist bewegt sich in Richtung des Windes natürlich nicht genau mit Windgeschwindigkeitwird wahrscheinlich bisher langsamerer wird sich bewegen müssen sonst haben sie keine Leistungder wird vom Wind weggedrücktund verrichtete Arbeit und wenn Sie diese Seile hiermit einen Generatorverbinden Punkt dafür sorgen dass der Generatorelektrische Leistungirgendwo einspeistdas wäre ganz billige Art und völlig naiver Idee wie man eine Windenergieanlagebauen könnte und wir rechnen jetzt mal nach dass diese Windenergieanlagenicht allzu toll funktionierenwürde der Wirkungsgrad wäre sehr schlecht und außerdem würde ihn natürlich in dieser falschen herunterfallenes gibt Mittel und Wege sowas zu machenoder benutzt man den Auftriebhier benutzt man jetzt definitiv würde man definitiv nicht den Auftritt benutzen sondern nur den Strömungswiderstandkeine Tragflächean den Fallschirm dran der Wind pustet einfach rein und drückt den Weg zur Summe ausrechnenwas das an Leistung bringen würde charmanterGrößen dran wenn wir die WindgeschwindigkeitKomma Frauund die Geschwindigkeitmit der sich hierHalbkugel richten endlich malsollte Komma kurzer Zeichens offensichtlich dass der ?? langsamersein muss hier als der Wind was brauchen wir noch brauchen eine QuerschnittsflächeAwie viel Quadratmeterhat diese Öffnung hierist Komma vorsichtig anfangen zu überlegengefragt ist die Leistungder Wind verrichteteArbeitüber diese Seile hier absprechen Generator stehen SeilwindeGenerator David Wind verrichtete Arbeit in dem erdiesenFallschirmwegdrücktKlicken Sie auf die Leistung ?? Komma überlegen Sie malsich als ?? gucken und das mit konstanter Geschwindigkeit an ?? kann eine nach noch gucken ist es sinnvoller sich die Geschwindigkeitändert das der falsche mir beschleunigt wird aber erst mal was dann Geschwindigkeitbeschreiben ?? dass man Überschrift drüber Wind Energiegewinnungdurch StrömungswiderstandFragezeichendas amtliche mitgekriegt die heutigen Anlagenbenutzen den Auftriebwerden jetzt gleich sehen das es guten Grund hat die Leistungmich interessiert Arbeit pro Zeit wie viel Arbeit wird verrichteteFallschirm wird von links nach rechts gedrücktdurch den Wind wie viel Arbeit wird verrichtetscharfes S mal in Worten hinwas ist die Arbeit erst mal gucken was sie arbeiten zurzeit an die Arbeit ist Kraft mal Weg netterweise sind Kraft und Weg hier parallel zueinander oder antiparallelzueinanderKomma nimmt die schräg zueinanderist aber Fach Kraft mal Wegder Weges klar das ist der Weg von links nach rechtsund die Kraft?? das ist die Kraftdie der Wind ausübtoder die der Fallschirm dem Wind entgegensetzt wird müsse das Rechnen mit dem Vorzeichenmich interessierte der BetragKraft mal Weg möchte ich multiplizierenwie kommen Sie dann wenn sie dashaben aber des Kraft mal Weg bekommen Sie dann auf die Leistungwas passierte eigentlichso das durch die Zeit teilen Arbeit pro Zeit außer Kraft mal Weg pro ZeitKraft mal Weg pro Zeit sich diesen Fallschirm angucken welchen Weg legt er zurück in einer bestimmten Zeit die ?? nicht etwa Fallschirm komplett sich darein das ist ein Weg pro Zeit wichtige Schnelligkeit vom Wind mich interessiert wie schnell der Fallschirm von links nach rechts geht dessen Weg durch die Zeit von links nach rechts als erste dann einfach Kraft mal obenschönjetzt aber die Kraft nochwas ist diese Kraftdas überlegen sich Maradona selbstdie Kraft ist einfach der Strömungswiderstandund kann sie überlegen Sie die alten Videos was muss Vorkommen von den Einheiten her ich brauche KilogrammMeter pro Quadratssekundedas heißt diese Kraft hat was mit Geschwindigkeit?? schreibt das man mir nur Geschwindigkeit für ?? Vergleich aus mit Geschwindigkeitsquadratzu tun damit ich meine Quadratssekundenim Nenner kriegees muss die Dichte vorkommen offensichtlichhabe ich ?? Kilogrammpro Kubikmeterhinschreiben ?? Kilogramm pro KubikmetermalQuadratmeterpro Quadratssekundedie Größe des Objekts ist spannend dieses der Durchmesserist die Fläche dieses das Volumen und man lernt jetzt das muss die Fläche sein welche euch QuadratmeterQuadratmetermarkQuadratmeter durch Kubikmeter dann bleibt hier einfach nur Meterund hier steht die Einheit Newton die ich brauchees können hier aber noch einfallslose Faktoren dabei stehenman den Faktor ein halb rausder wird später klar aus Bernoullistaudruckdass meine Vergangenheit noch rausnehmen und den Faktor der übrig bleibt denen man denBeiwerkden WiderstandsbeiwertCW analog für den Auftrieb Beistrich die Kraft in Windrichtung sondern senkrecht zur Windrichtung für den Auftrieb und irgendein Auftriebsbeiwertso kommt das zustande ohne dass man jetzt wirklich was in Physik verstanden hat Klammer zu Formensprachenur wegen der Einheit Muster schon so geltenwenn sie genauer hingucken?? schon verraten wenn sie genauer in Gruppen Sehnsüchte müssen diesen bei Wert doch geschwindigkeitsabhängigmachen aberdas hat aber sowasübertreibenderbei wird hier für Sonne Halbkugel ist zum Beispieleins Komma drei?? für die Halbkugel die ich von der offenen Seite anstrebenwenn sie mit dem Wind von rechts kämenwäre das natürlich richtig windschnittigist ?? andere Geschichtediesen anderen Wert also eins Komma drei für?? Zeugnisse auf für die Halbkugelvon der offenen Seiteangestrengt wird damit haben wir unsereKraftgibt's einen Ärger noch die Geschwindigkeit?? Maßnahmendas richtig gemachtwelche Geschwindigkeitensicher einsetzenzu ?? muss also die Differenzgeschwindigkeitklein VMinusohmSanity-Checkwenn die beiden dieselbe Geschwindigkeit haben sie am ein sehr leichten Fallschirmbin ich fest wird einfach diese unter Papier mit dem Wind getriebenbeide mit derselben Geschwindigkeitdann wird keine Kraft ausgeübteinfachste Vorstellung die ich dafür anbieten kann ist folgende stellt sich vor sie haben hier ihren Fallschirm sehr quasiim Wind getrieben wirdund sie sitzen im Auto und fahren mit derselben Schwindler nachgebaut ?? sie sitzen im Auto und fahren mit derselben Geschwindigkeitnebenbei vorbeierscheint für sie die Luft zu stehen die Luft so schnell wie Auto die Luft scheint zu stehen für sieder Fallschirmauch so schnell scheint zu stehen ein stehender Fallschirm entsteht der Luft keine Kraftwerkanfragenkommt die Differenzgeschwindigkeitoder ?? Komma wo diese Form herkommt wenn sie das im Windkanal vorstellen sie pusten durch den Windkanal durch hier hängt irgendein Objekt drinnenim Windkanal ist diese Geschwindigkeitdie Geschwindigkeitder Luft relativ zu dem Objekt was ich da reingehängt habe was gutist die Relativgeschwindigkeitzwischen der Luft und dem Objektsteht die Relativgeschwindigkeitist hier die Verleger des Windes minus die Geschwindigkeit des Fallschirmokay damit Hammer die Leistung vertreibt jetzt erzähl ich mal in einerFormel P ist gleichein halb maldas im AC Wege stehen ?? für mich als Komma drei die ganze Zeit rumfliegen haben mal die Dichte der Luft mal Querschnittsflächemeines Fallschirm meinV minus U ins Quadrat das ist der hier malalso hier vorne das ist die Kraft und es kommt noch Weg pro Zeit dazu in die Geschwindigkeitdes Fallschirmso hängt meineLeistungvon der Geschwindigkeit des Fallschirmist es der erste Schritt die optimale falschen Geschwindigkeitzu bestimmenPunkt kloppen Sie das gerade mal prinzipiellwie sieht diese Kurve hier ausund wie sieht im Prinzip diese Kurve aus der sie das platzenklar ist wenn die Geschwindigkeitnur lässt wenn sie den Fallschirmfest betonierenhierbewegt sich gar nicht toll wenn ich da auch kein Weg zurücksind keine Arbeit verrichtetwird keine Leistung erbracht also wenn ungleich null ist ist die Leistung null okay der zweite interessante Fall wenn ungleich der Windgeschwindigkeitist der Fallschirm nicht so schnell mit dem Wind wieder Wind selbst ist damit eben gerade gesehenen sie Kraft null Kraft mal Weg ist nun arbeitest du die Leistung ist ?? das heißt hierkommt noch manuell raus wenndu gleich V ist wenn man Fallschirm so schnell ist der Windjetzt aber die Formwenn ich dicht bei nullbin groß dicht bei null dann steht hier ein halb ?? KonstantenV Quadrat ungefähr O ist dicht bei null steht V Quadrat ungefährmalim Jahr hochwenn ich nicht bei VWist U ungefähreiner konstant gleich Frau und hier sind Parabel V minus U ins Quadrat nicht methodisch bei Farben kritischen Parabel quadratische Parabel sowas muss das werdenalso keine exakte Parabel aber unter dem Mikroskop sieht es hier aus wie eine Parabel sich von oben an die Huax anschwilltund die optimale Geschwindigkeites offensichtlich die auf dem Hügel hierdiese Geschwindigkeitsuche ichich nehme das mal Punktdas heißtman muss das ganze so regelndass dieser Fallschirm mit einer ganz bestimmten Geschwindigkeitzur Seite gezogen Werte können nicht einfachzur Seite trudeln lassen wie es gerade kommt sie werden eine Regelung bauen das genau die richtige Menge an Leistung entnommen wird dass sich genau die richtige Geschwindigkeiteinstellen und so weiter soweit es sie hier liegen maximale Ausbeutesofort jeder Sänger mit den echten Winter bin auch dass man dann tatsächlich so fährt das man in einem Punkt maximale Ausbeute bleibt die Kenntnis auch von den SolaranlagenExcel und PowerPoint Trekkingdas würde man hier auch versuchenwürde diese Anlage zur Form ihr nicht bauen das Essen diesen Unsinn nicht lieber gleich raus dass es unsinnig wäre das so zu machen aber wenn man das wollen würde würde man ?? Regelung einbauen versuchen wir bei dieser Geschwindigkeit zu bleiben dass sich hier auf dem Maximum wenn sie bestimmen mal diese optimale Geschwindigkeitwas man ich suche also eine Stelle an der die Ableitung der Leistung nach der Geschwindigkeit Uno Liste sind gern zwei von den Stellenbenehmen die mit kleinerem Honig mit dem größerenDilemma V nichtableiten?? MSP Strich geschrieben das ich nicht so schön aus schreibt über DP nach dem ?? weiß ich wonach ich ableitedie Faktoren hier den Ritter nichts ein halb CWHo war und jetzt kommt dieProduktpflegedas Quadrat ableiten das so stehen lassendas weiterhinso stehen lassen dieses Quadrat ableiten sie leiten ein Quadrat ab das macht zweimalWasser steht im Quadrat äußere Ableitung die innere AbleitungV minus ohne hoher Pleiten ist minus eins mal eins es ist der erste Teil der Produktregel plusden Ekelfaktor stehen lassen V minus OS Quadrat mal den zweiten Faktor den rechten Faktor ableiten oder bleiben nach OS einskann man jeden Klammerkramirgendwie zusammenfassenund ?? sehen das es zweiV mal minus eins malminus zweiV Vzwei undzweimal Minusomaminus eins malmit zwei minus geht weg zweimal Quadrat plusQuadratund hier untenvinomivom Insurance fordert man eins also Schluss V Quadrat minus zwei V plusQuadratund das soll null werden?? immerhin das soll nulldas heißt dieser hier muss null werdennull ist heute so logisch äquivalentdas heißt es muss nur ?? werden mag ?? gucken Komma zusammenfassen minus Werbeform zwar vor minus vierVzwei U Quadrat klein U Quadrat also drei QuadratV Quadratfür die wirkliche quadratische Gleichung gesucht ist und ich teile durch drei ?? zur Firma voranzubringenBeistrich also null ist gleich alles durch drei geteilte Sue Quadratmeterfreundschaftlichauf die linke Seite sieht etwas gewöhnlicher aus dann aber Quadratder gemischte Term durch drei geteilt minus vier Drittel OVden konstanten Term sozusagenist zu lösen ?? Konstanten V Quadratgleich Null ist und dass sich die PQ Formen überraschenderweisemanchmal kommt sie vornehmist gleichhier steht das womit minus vier Drittel Vdavon die Hälfte mit falschen VorzeichenzweidrittelVplusminuswir wissen schon gebrauchen das minus ich das plus den Quadrieren sind vier neuntel V Quadrat D hier abziehen minusV Quadratsdrittelwar V Quadrat dritte erstesdrei V Quadrat neun das auf die neu zu bringen entsteht hier V Quadratneunteunter der Wurzel V Quadrat neuntedie Wurzel sind das VDrittelverwirrt mich negativ kein Ärger damit also hier steht V dritte das macht also zwei drittel V plus ein drittel V also U ist gleich V oderO ist gleichMinuszeichenzwei Drittel V minus ein drittel VVund das ist der natürlich den Gebrauch der ?? ergibt keinen Sinn das Serum wissen wir dass der die Tangente horizontal ist das es unser Wert den wir brauchen das heißt meine Zeichnung ist miserabeldie Kurve müssteanders aussehendie Kurve wird bei einem Drittel maximalsollte die Kurve aussehen müssen das ist der optimale Wert für U also der Fallschirm sollte sich mit ein Drittel der Windgeschwindigkeitzur Seite bewegen sowas ähnliches aber dann auch bei Beznessum die Anlagen geht die ?? wirklich bautdas ähnliche Überlegungen bei Betz eine Nummer weiter gedrehtnoch relativ einfach was ist die optimale Geschwindigkeit des Ausweg Anlagebau werde ich versuchendie Geschwindigkeitmeines Fallschirm auf ein Drittel der Windgeschwindigkeiteinzuredendamit kann man jetzt ausrechnenwie groß denn die optimale Leistung ist was kriege ich maximalan Leistungfür diese Anlagewie oft?? oben ablesenStücken auf gesetzliches optimale Geschwindigkeit einig weiß im optimalen Fall ist die Geschwindigkeitein Drittel von der Windgeschwindigkeitgesetzlich ein das ist die optimale Leistung Beistrich was sie oben auf dem Maximumdie Leistung ist ein halb Cdie Bürowarwas was sieht es mit ?? dahinten wenn sie das Einsetzenalsohier stehtV minus ein drittel V jährlich zwei drittel V ins Quadrat sind vier neuntel V ins Quadratuntersteht Nummer ein drittel V vier neuntel mal ein hundert vier sieben ZwanzigstelMal V hoch dreibekam Quadrat von V da kommt Normalfallso sieht das aus das ist also was ich aus dieser Anlageoptimal rausholen kann die Leistungund bis sich das Vergleichenimmerhin zum Vergleichwas wäre einenaive Größemit der ich diese Leistung vergleichen kannals zum Vergleich am einfachstendas was im Wind stecktwas ich nicht hundert prozentig Auswahl kann Betzsches Gesetzaber das ist eine natürliche VergleichsgrößeLeistung im Wind nicht dass mandiese kinetische Energie geht pro Zeiteinheitdurch diese Fläche A durch gewinntsehr kinetische Energie denken ein halb mal Masse okay das hat was bedroht zu tunGeschwindigkeit ins Quadratdann brauchen Sie noch um von der Dichte auf die Masse zu kommen offensichtlich was mit der Flächemal die Streckemuss jetzt sie noch mal eine Strecke stehen damit das kinetische Energie wird es will ich aber Energie pro Zeit haben sie Teil das ganze noch durch die Zeit steht aber die Geschwindigkeitalso V Quadrat ?? GeschwindigkeitPunkt das ist diekinetische Energie im Wind dass die kinetische Energie die durch diese Fläche geht wenn da kein Fallschirm wäre wenn er nichts wäre außer der Luftdas ist eine Referenzgrößeund das Verhältnis von den beiden ist der bei Wert aus ?? bei Verdi zum BeispielStrömungswiderstandAuftriebund hier kam es auch in Verhältnis bilden assistant dabei wird diese Sorte Anlage und sie sehen was der Fall wird sein muss ein halb Proamal V hoch drei ein halb CW gehört zu dem bei Welt und die vier sieben Zwanzigsteldes Balls zusammen mir diese Wiederwahl wert sein derCW Wert und die vier sieben zwanzigsteSie nehmen die Leistung die theoretischim Wind wäredie durch die Fläche geht modifizieren hier mit dem bei Wert dann kriegen sie das raus was diese Anlage machtKomma malgucken was mit Auftriebgeht das letzte Optimumwird er nicht gerechnet kommtsehr bald dann auch dran letztes Optimumwas lässt sich denn theoretisch aus dem Wind rausholenda ist der bei Wertdie zu verdächtig ähnlich aus sechzehn sieben zwanzigstedas ist das britische Optimum konnte den alten Videos vorgeht verdächtig ähnlich gerechnetund macht sich keine Gedankenüber die genaue Natur der Kräfte muss wissen was zusammen lügen und konnte noch sechzehn sieben zwanzigste nicht auf CWmal vier sieben zwanzigstehätte am Anfang gesagt CWwenn sie eine richtig schlechte aerodynamische Form an das Wort ?? hier einen möglichst guten Fallschirm eine richtig schlechte aerodynamisch vor eins Komma drei vielleichteins Komma drei mal vier sieben zwanzigstewas werden sie kriegen fünf sechs sieben Zwanzigstel als Beiwerkdie Anlagen von heute gehen sehr dicht an diesen Wert an sechzehn sieben zwanzigste wesentlich mehr ?? nutzen den Auftriebder Anlage von heute wenn sie nur den Strömungswiderstandnutzen wir das sehr kläglich werden sie müssen ein Wahnsinns großen Ballon bauen in sehr viel Fläche?? Motorenhaben weniger Material für die Motoren die Rotorfläche ist weltweit die gleiche aber sie brauchen weniger Abdeckung sie haben keinen Fallschirm dahinter hängen sondern nur den Rotordes ?? luftiger sozusagenund trotzdemkriegen sie mehr Leistung aus dem Wind rausgeholt?? das als Fingerzeig dass der Strömungswiderstandes nicht bringt also was meiner Eve bauen würde sein Fallschirm der von Wind angetrieben wird das wäre sehr ineffizientals Kraftwerkwird unbedingt den Auftrieb nutzen und dann kommt man auf die sechzehn sieben zwanzigsten sehr dicht an Sie sich dessen zwanzigsteund hier sind vor ihm bereits Komma drei mal vier sieben zwanzigstewas richtig schwaches im Verhältniskommt leider nicht komplettauf das was im Wind theoretischdrinnen ist bei dir den Wind loswerden müssen wenn sie in der Anlageder Cartoon einer Anlagewenn sie in der Anlagekinetische Energie aus dem Wind rausnehmenhaben sie den Ärger das ihr irgendwo mit den Bändchen müssen was machen Sie es mit dem langsamen Winter muss irgendwohin könne kein Staub produzierenund das sorgt dafürdass sie leider nicht auf die hundert Prozent kommt mit Wasser in Rohrleitung ?? dann kippen sie das Wasser in der kein See mit Wasser Routers hinmit Windows das Problem das ja alles voll ist mit der Luft sie werden die langsame Luft so schwierig losdeshalb lieber leider kein Bay wird von hundert Prozent sondern hier maximal den Verzicht zwanzigste