Clemens
Berechnung der von einer Windmühle
erzeugten Leistung Die folgende Formel gibt die von einer Windmühle erzeugte Leistung an.
Windmühlen sind keine neue Energiequelle: Sie werden seit mehreren Jahrhunderten zur mechanischen Energieerzeugung oder zum Pumpen von Wasser verwendet und werden jetzt zur Stromerzeugung entwickelt, jedoch nicht in sehr großen Mengen, wie unten zu sehen ist.
Die effizientesten Windmühlen sind selbst an den windigsten Orten der Welt nicht mehr als 50% effizient. Die von einer Windmühle erzeugte Leistung ergibt sich aus der folgenden Formel:
Leistung einer Windmühle (in Watt) = C (konstant) xk (Wirkungsgrad) x (Durchmesser der Windmühle in Metern)2 x (Windgeschwindigkeit in m /s)3
- D ist der Durchmesser des Propellers in Metern
- V ist die Geschwindigkeit des Windes in Metern/Sekunde
Diese Formel ist proportional zum Quadrat des Durchmessers der Propeller, was uns hilft zu verstehen, warum moderne Windmühlen immer größer geworden sind, mit immer größeren Durchmessern, um zu produzieren erhebliche Energiemengen.
Diese Formel zeigt auch, wie variabel die Leistung in Abhängigkeit von den meteorologischen Bedingungen (Windgeschwindigkeit) sein kann.
Zum Beispiel Windmühlen der neuesten Generation mit modernsten Technologien und Baumaterialien (siehe Foto unten), haben einen Durchmesser von fast 100 Metern und ragen in den Himmel, höher als ein 40 Stockwerke hohes Gebäude (etwa halb so groß wie das Eiffelturm). Eine solche Windmühle erzeugt etwa 1 MW Leistung, wenn der Wind mit einer hohen Geschwindigkeit von 10 m/s bläst.
Es bräuchte 1500 solcher Riesenwindmühlen, vorausgesetzt, der Wind weht immer mit voller Leistung, um so viel Energie zu produzieren wie ein Kernreaktor von 1500 MW (nur wenige Meter breit und hoch).
Aber an einem normalen Tag und an den meisten Orten weht der Wind selten mit 10 m/s. Was passiert also bei einem gemäßigteren Wind, sagen wir zum Beispiel 1 m/s ?
Wenn die Windgeschwindigkeit 1 m/s beträgt, dann produzieren diese riesigen modernen Windmühlen nur etwa 1 kW Leistung (1000-mal weniger als bei 10 m/s), nicht einmal genug Leistung für eine einzige Kleidung- Waschmaschine oder Trockner.
Der Bau dieser riesigen Windmühlen kostet jeweils etwa eine Million Dollar, das ist viel Geld für eine Anlage, die bei mäßigem Wind nicht genug Energie produziert, um eine einzige Waschmaschine zu betreiben...
Trotzdem können Windmühlen nützlich sein, um kleine Strommengen fernab des Stromnetzes, um beispielsweise auf einem Segelboot Strom für ein Radio und Navigationsinstrumente zu erzeugen.
Dies ist möglich, weil die Navigationsinstrumente deutlich weniger Energie verbrauchen als eine Wäschewaschmaschine.
Windmühlen sind nicht ganz auszuschließen, sie können in lokalen Anwendungen sehr nützlich sein, um KLEINE Energiemengen zu produzieren, aber leider können sie die nuklearen oder fossilen Kraftwerke zur Stromerzeugung in den Industrieländern nicht ersetzen.