Inhalt
- Wie moderne Windkraftanlagen funktionieren
- So messen Sie die Erzeugungskapazität
- Entwurfsüberlegungen für Windparks
- Vor- und Nachteile der Windenergie
Energie im Wind kommt von der ungleichmäßigen solaren Erwärmung der Atmosphäre. Die Nutzung von Wind zur Energiegewinnung geht auf die frühesten Segelschiffe zurück. An Land verwendeten Windmühlen das Prinzip der Segel auf einer Drehwelle, um die mechanische Energie des Windes für die Bereitstellung von mechanischer Kraft zu ernten. Kleine Windmühlen auf Farmen treiben Wasserpumpen an, und einige wurden an Autogeneratoren gekoppelt, um auf dem Bauernhof Strom zu erzeugen, bevor das elektrische Verteilungsnetz gebaut wurde. Jetzt liefern riesige Windkraftanlagen Strom für dieses Netz.
Wie moderne Windkraftanlagen funktionieren
Zu den Grundkomponenten einer modernen Windkraftanlage gehören die Rotorblätter, die auf einer langsam laufenden Welle montiert sind, und ein Getriebe, das die langsam laufende Welle mit einer schnell laufenden Welle verbindet, die einen Generator antreibt. Eine Bremse schützt das System bei über 88 Stundenkilometern vor zu hoher Geschwindigkeit. Es gibt keine eigentliche Turbine. Das System steht auf einem hohen Turm mit einem "Gierantrieb", um die Richtung der Turbine zu steuern, wie vom Energieministerium beschrieben. Ein Windmesser misst die Windgeschwindigkeit und eine Steuerung startet oder stoppt das System entsprechend der gemessenen Windgeschwindigkeit.
So messen Sie die Erzeugungskapazität
Die Größe von Windenergieanlagen variiert je nach Anwendung und reicht von Einfamilienhäusern bis zu Turbinen im Versorgungsmaßstab, die in Windparks angeordnet sind. Die Windenergiestiftung erklärt, wie sich die Erzeugungskapazität in Abhängigkeit von der Größe der von den Rotoren überstrichenen Fläche, von Windgeschwindigkeiten und sogar von der Luftdichte aufgrund von Temperatur- und Höhenschwankungen ändert. Die im Wind verfügbare Energie erhöht sich um den Faktor der Geschwindigkeit - dh eine zweifache Erhöhung der Windgeschwindigkeit ergibt die achtfache Leistung. Das genaueste Maß für die Leistung einer Turbine an einem bestimmten Standort ist der "spezifische Ertrag", den die Turbine in einem Jahr erzielt.
Entwurfsüberlegungen für Windparks
Die Auswahl und Auslegung eines Windparks erfordert viele Schritte und Überlegungen, wie sie von der World Wind Energy Association beschrieben werden. Zuerst kommen rechtliche Fragen wie die Genehmigung und dann Standortfragen wie die Windstärke und die Bodenqualität, um die Turbinentürme und die räumliche Nähe zu vorhandenen Stromnetzen zu unterstützen. Grundstücke müssen gepachtet und Verträge abgeschlossen werden, um den von der Anlage erzeugten Strom zu verkaufen. Bloomberg Business meldet, dass die Windkraftkapazität in China im Leerlauf ist, da die Netze nicht in der Lage sind, den Strom zu übernehmen, der von Anlagen an vielversprechenden Standorten erzeugt wird, die auf verfügbaren Winden basieren.
Vor- und Nachteile der Windenergie
Der Hauptvorteil der Windenergie ist die Verfügbarkeit von freier Energie aus bewegter Luft, ohne dass die Umwelt durch die Verbrennung von Kraftstoff belastet wird. Der Hauptnachteil ist die Unzuverlässigkeit der Winde; Wenn der Wind nicht weht, lohnt sich die Investition in Turbinen nicht und das Stromnetz muss um eine intermittierende Stromversorgung funktionieren. Systeme, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, benötigen ein Speichergerät wie eine Batterie, um den erzeugten Strom bei unzureichendem Wind zu speichern. National Geographic berichtet über Probleme mit Turbinen, die geflügelte Wildtiere töten, und über die Schwierigkeiten bei der Einführung neuer Konstruktionen, um die Probleme zu beheben. Lärm und sogar Schatten von den Turbinen verursachen ebenfalls Probleme.