WEA (Windenergieanlage)
Die dominierende Form der Windenergienutzung ist für die Stromerzeugung mit Windenergieanlagen, kurz WEA. Tatsächlich ist diese Energieform am vielseitigsten und am einfachsten zu transportieren. Jedoch hat sie den Nachteil, dass sie schwer zu speichern ist. Aber wie funktioniert eine WEA? Die Grundfunktion einer WEA zur Erzeugung von Windenergie scheint auf den ersten Blick einfach: Der Wind bewegt die Rotorblätter, die dann Energie erzeugen. Aber was sind die Elemente im Inneren des großen Turms, wie erzeugt die Bewegung des Rotors am Ende Strom? Um diese Fragen zu beantworten, ist es notwendig, die Komponenten einer WEA zu verstehen. Dabei kann man zwischen verschiedenen Ausführungen unterscheiden. Sie interessieren sich für die smarte und patentierte Inspektion Ihrer Windenergieanlagen von TOPseven aus Germany? Dann kontaktieren Sie uns für weitere Informationen. Die TOPseven aus Germany hat ein neues Verfahren entwickelt zur kontaktlosen Blitzschutzmessung Ihrer Windkraftanlagen.
Die Bauformen einer WEA
Die Konstruktion einer WEA mit dreiblättrigen Rotoren hat sich weitgehend durchgesetzt. Dabei verfügen die Rotorblätter in der Regel über eine automatische Pitchregelung. Das bedeutet, dass sie je nach Windverhältnissen ihren Anstellwinkel auf maximale Leistungsausbeute optimieren. Oder dagegen bei Sturm so wählen, dass der Rotor nicht durchdreht und eine Überlastung vermeiden. In der Vergangenheit hat man auch Konstruktionen mit mehr oder nur zwei Rotorblättern verwendet. Allerdings hat sich die dreiblättrige Form am effektivsten erwiesen, sie erfordert nur wenige Blätter und ist mechanisch relativ stabil. Die Rotorblätter moderner Windkraftanlagen verfügen über sorgfältig aerodynamisch optimierte Tragflächen. Denn so lässt sich die Energieausbeute (Effizienz) maximieren und gleichzeitig die Geräuschentwicklung minimieren. Große Dreiblattrotoren mit einem Rotordurchmesser von über 100 m erreichen heute maximale Leistungen von mehreren Megawatt. Zudem erreichen sie Wirkungsgrade um die 50 Prozent. Sie möchten Ihre Windkraftenergielagen durch TOPseven aus Germany überprüfen lassen? Dann melden Sie sich bei TOPseven aus Germany.
Die vertikale Drehachse
Savonius-Rotoren bestehen aus einem oder mehreren tonnenförmigen Bauteilen auf einer vertikalen Rotationsachse. Dabei sind sie relativ einfach im Design, aber sehr begrenzt in Effizienz und Größe. Zudem sind sie auch begrenzt in Bezug auf die maximale Leistung. Der Darrieus-Rotor hat ebenfalls eine vertikale Rotationsachse, hat aber zwei gebogene Rotorblätter. Dabei sind diese oben und unten angebracht. Durch diese Konstruktion lassen sich auch sehr hohe Leistungen gewinnen. Der Grund ist, dass die Rotorblätter sehr ausladend sein können, ohne die mechanische Stabilität zu beeinträchtigen. Der Wirkungsgrad liegt typischerweise bei etwa 40 % und ist deutlich niedriger als bei Windturbinen mit horizontaler Achse. Jedoch ist er höher als bei anderen Konstruktionen mit vertikaler Achse. Zudem hat man schon früh Überlegungen angestellt, das System auch in sehr großen Höhen arbeiten zu lassen. Konstruktionen mit vertikaler Drehachse haben den Vorteil, dass sie unabhängig von der Windrichtung arbeiten können.
Andererseits muss eine WEA mit horizontaler Anlage aber nach der Windrichtung ausgerichtet sein. Der Aufwand lohnt sich jedoch aufgrund der höheren Effizienz. Aufgrund der begrenzten Drehzahl des Rotors waren bei älteren Anlagen immer mechanische Getriebe erforderlich. Nur so konnte man den Generator mit ausreichend hoher Drehzahl antreiben. Der Nachteil dieser Methode ist jedoch, dass die Zahnräder verschleißen und Reibungsverluste verursachen. Aus diesem Grund kommen mittlerweile auch getriebelose Systeme zum Einsatz. Denn bei diesen erfolgt der Antrieb durch einen speziell optimierten Generator direkt vom Rotor. Dadurch kann man Energieverluste und Wartungskosten reduzieren. Ein langsam laufender Generator ist jedoch sperrig, was die Größe und das Gewicht der Gondel betrifft. Zusätzlich ist auch der Konstruktionsaufwand des Turms erheblich erhöht. Durch die Verwendung von Permanentmagnet-Generatoren ist es möglich, die Größe und das Gewicht des Generators deutlich zu reduzieren. Außerdem kann man damit einen höheren Wirkungsgrad erreichen.