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Konstruktion von Rotorblättern für Windkraftanlagen

Die interaktive Animation veranschaulicht, wie die Form von Rotorblättern für Winkraftanlagen berechnet wird. Alle Parameter, die einen Einfluss auf die Blatttiefe eines Rotorblatts haben, sind in der von Albert Betz entwickelten Formel zusammengefasst. In der Animationen können alle Parameter verändert und das Resultat an einem 3D-Modell beobachtet werden.

Tipp: Sie können die Rechtecke in der Animation durch einen Mausklick vergrößern und verkleinern.

Tipp: Um einen Parameter zu verändern klicken Sie in der Tabelle in der rechten Spalte auf den gewünschten Wert. Erhöhen Sie z.B. die Anzahl der Flügel von 3 auf 5. Klicken Sie anschließend auf "Neu berechnen", um das Ergebnis zu sehen.

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Hinweis: Die Animation wurde als Destop-Anwendung für Windows- und Macintosh-Systeme und zur Einbindung in Microsoft PowerPoint-Folien entwickelt. Die hier vorgestellte Online-Version dient als Vorschau. Die exe- bzw. app-Datei kann im Mitgliederbereich kostenlos heruntergeladen werden.

Tipp: Um die Animation z.B. Ihren Kursteilnehmern zur Verfügung zu stellen, benutzen Sie einfach unsere Social-Media-Buttons:

Vollbild

Download

Nach dem Download kann die Animation im Vollbildmodus angezeigt werden. Auch die Einbindung in PowerPoint ist möglich.

Beschreibung

Die Animation enthält drei Bereiche mit den folgenden Inhalten:

BereichBeschreibung
links3D-Modell einer Windkraftanlage.
oben rechtsDiagramm zur Darstellung der Blatttiefe eines Rotorblatts in Abhängigkeit vom Abstand zur Rotornabe
unten rechts Die Betz-Formel zur Berechnung der Blatttiefe in Abhängigkeit vom Abstand zur Rotornabe

Das 3D-Modell zeigt eine Windkraftanlage, deren Rotorblätter nach der berümten Betz-Formel ausgelegt wurden. Die Betz-Formel definiert die Blatttiefe in Abhängigkeit vom Abstand der Rotornabe. Als Flügelprofile kommen in der Animation NACA-Profile zum Einsatz, die häufig beim Bau von Rotorblättern für Wimdkraftanlagen verwendet werden.

In der Tabelle können die folgenden Parameter verändert werden:

Der Auftriebsbeiwert wird experimentell im Winkanal mit dem jeweils verwendeten Flügelprofil ermittelt (hier NACA-Typen).

Die Auslegungsdrehzahl legt fest, ob es sich eher um einen Schnellläufer (mit geringem Drehmoment) oder um einen Langsamläufer (mit hohem Drehmoment) handeln soll.

Die Betz-Formel ermöglicht es, Windkraftanlagen mit bliebig vielen Rotorblättern zu konstruieren. Die Anzahl von drei Rotorblättern bietet nach heutigem Stand den höchsten Wirkungskraft bei einer im Vergleich zum Ein- und Zweiflügler verhältnismäig konstanten Laufruhe.

Die Länge des Rotorblatts kann ebenfalls frei vorgegeben werden. Die Länge ist für die Leistung der Windkraftanlage sehr wichtig.

Die Windgeschwindigkeit ist abhängig von den Gegebenheiten vor Ort. Dieser Wert wird in der Regel durch Messungen und statistische Auswertungen gewonnen.

Allgemeines

Zielgruppe:
  • Lehrer/innen und Vortragende
  • Selbstlernende
Plattformen:
  • Microsoft® Windows®
  • Microsoft® PowerPoint®
  • Apple® Macintosh®
  • Internetbrowser
Features:
  • verlustfrei vergrößerbar
  • keine Installation erforderlich
Dokumente:

Anleitung zum Einfügen von Flash-Animationen in PowerPoint

Weiterführende Animationen

Die Animation zeigt den Rotor einer Windkraftanlage frontal und stellt die Kräfte dar, die auf die Flügel des Rotors wirken.
Kräfte am Rotor einer Windkraftanlage

Die Animation zeigt ein Flugzeug, das sich durch die Luft bewegt. Je nach Geschwindigkeit und Anstellwinkel liegt ein anderer Auftrieb und ein anderer Widerstand vor.
Auftriebs- und Widerstandskraft am Flügelprofil

Quellangaben

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