Darrieus Windrad : Savonius Windrad
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Zwei unterschiedliche Möglichkeiten wie Windräder den Wind einfangen
Viele moderne Windräder - sowohl im privaten als auch im kommerziellen Bereich - beruhen auf Ausführungen mit horizontal gelagerten Windradachsen. Zwar können diese Windkraftanlagen heute große Mengen an Windstrom erzeugen, wenn sie optimal auf die Windrichtung ausgerichtet sind, aber sie benötigen auch eine gewaltige Windstärke um ideal ausgerichtet zu werden und mit ihrer Rotation zu beginnen. Das heißt also, dass sie möglicherweise nicht die beste Lösung für Wohngebiete sind, in denen der Wind normalerweise weniger konstant weht und häufig seine Richtung wechselt.
Aus diesen besonderen Anforderungen an Windkraft in Wohngegenden wurde eine neue Gruppe von Windradkonstruktionen entwickelte, die auf vertikal gelagerten Windrädern basieren. Diese neuen Modelle arbeiten besser in besiedelten Gebieten. Vertikal Windräder sind keine neue Erfindung. In der Tat waren die ersten Windmühlen schon vor Jahrhunderten mit senkrecht gelagerten Mittelachsen gebaut worden. Als man dazu überging mit Windrädern Elektrizität zu erzeugen, wurden diese Windradkonstruktion wegen ihrer geringeren Energieleistung im Vergleich zu den horizontalen Modellen zu deren Gunsten zurück gedrängt.
Der größte Vorteil, den Vertikal Windräder gegenüber horizontalen haben, ist die Tatsache, dass sie sich wegen einer wehenden Brise nie nach dem Wind ausgerichtet müssen. Sie können jeden ankommenden Wind aus jeder Windrichtung auch immer sofort voll nutzen, in Rotation umsetzen und dadurch Strom zu erzeugen. Diese Art von Windkraftanlagen haben sich schnell zu beliebten Selbstbauwindrädern für umweltbewusste Hausbesitzer entwickelt.
Windradkonstruktionen nach dem Savonius und Darrieus Prinzip
vertikale Windrad konstruktion Es gibt zwei grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten wo mit vertikal gelagerte Windräder eine vorbei wehende Brise in eine Drehbewegung umwandeln. Sie werden entweder durch den Wind angeschoben oder sie nutzen zur Drehung den Sog, den der Wind mit sich bringt. Ein gutes Beispiel für ein vertikal gelagertes Windrad, das durch den Wind angeschoben wird, ist das Savonius Windrad. Dieses Model eines senkrecht gelagerten Windrads nutzt zwei oder mehrere Windschaufeln um einen vorbei wehenden Wind einzufangen und damit die Mittelachse zu drehen. Ein Savonius Windrad wird dort eingesetzt, wo Zuverlässigkeit oberste Priorität hat, da dieses Design eine sehr konstante Leistung erbringt. Diverse neuere vertikale Modelle beruhen alle auf dem ursprünglichen Konzept, das mit dem ersten Savonius Windrad vorgestellt wurde.
Die andere populäre Art eines Senkrechtwindrads basiert auf dem Prinzip von Auftrieb und Sogwirkung. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Darrieus Windrad. Anders als beim Savonius Windrad, das darauf aufbaut den Wind zu "blockieren" um Energie für seine Rotation zu gewinnen, nutzt das Darrieus Windrad den Auftrieb des Windzugs um eine Drehbewegung zu erzeugen. Seine Windflügel sind so gestaltet, dass sie den Auswärtsschub des Windzugs einfangen und durch den Sog des Auftriebs startet die Rotation.
Der Nachteil beim Darrieus Windrad liegt darin, dass es kein selbststartendes Windrad ist. Das heißt, dass es nicht genug Energie erzeugen kann um aus eigener Kraft mit der Drehbewegung zu starten, sondern zu Beginn eine zusätzliche Hilfe benötigt. Die meisten dieser Windräder nutzen einen kleinen Motor um die Rotation zu starten. Danach dreht sich das Darrieus Windrad so lange wie der Wind vorbeizieht.
Einige neuere Versionen verbinden tatsächlich die beiden hier beschriebenen Designs indem sie ein kleines Savonius Windrad auf die Spitze der Vertikalachse des Darrieus Windrads um die einleitende Drehbewegung zu starten. Danach übernimmt der Auftrieb die weiteren Rotationen. Der Vorteil des Darrieus Windrads gegenüber anderen Windkraftmodellen liegt darin, dass sich die Windflügel in der Tat schneller drehen als der Wind vorbei weht. Dies führt zu einer sehr hohen Drehgeschwindigkeit und das ist wiederum sehr gut geeignet um Elektrizität zu erzeugen.
