Aerodynamik des Rotors
Damit wir die relative Windgeschwindigkeit auf unsere Rotorblätter besser studieren können, haben wir an die Spitze eines jeden Rotorblatts unseres Modells ein rotes Band geklebt, und jeweils ein gelbes auf 1/4 der Distanz zwischen Blattwurzel und Blattspitze.
Windkraftanlage in Seitenansicht
Windkraftanlage von vorne Wir lassen diese Bänder frei durch die Luft gleiten (im Bild vernachlässigen wir die von den Rotorblättern produzierte Luftströmung und die Zentrifugalkraft).
Das Bild zeigt eine Anlage in Seitenansicht und von vorne.
Da die meisten Windkraftanlage mit konstanter Drehgeschwindigkeit laufen, beträgt die Geschwindigkeit, mit der sich die Blattspitze durch die Luft bewegt (Blattspitzengeschwindigkeit), typischerweise 64 m/s, während sie in der Mitte der Nabe gleich Null ist. Auf 1/4 der Blattlänge werden wir ungefähr 16 m/s messen.
Die gelben Bänder in der Nähe der Rotornabe werden weiter nach hinten geblasen werden als die roten am Blattende. Das liegt daran, daß an der Blattspitze die Geschwindigkeit rund 8 mal größer ist als die Windgeschwindigkeit, die von vorne auf die Anlage trifft.
Warum sind Rotorblätter verwunden?
Die Rotorblätter großer Windkraftanlagen sind immer verwunden.
Vom Rotorblatt aus gesehen wird der Anströmwinkel zwischen Wind und Blatt immer steiler (d.h. die Windkomponente von vorne überwiegt), je weiter man sich in Richtung Blattwurzel, also in die Mitte des Rotors bewegt.
Wie wir auf der Seite über den Strömungsabriß (Stall) gesehen haben, bricht der Auftrieb zusammen, wenn die Luftströmung in einem zu steilen Anströmwinkel auf das Blatt trifft.
Rotorblätter müssen also verwunden sein, damit das Blattprofil an einer jeden Stelle immer ordnungsgemäß im Wind liegt. Bei Anlagen mit Regelung durch Strömungsabriß (Stall-Regelung) ist es wichtig, daß durch die Bauform des Rotorblatts bei hohen Windgeschwindigkeiten ein gradueller Strömungsabriß von der Blattwurzel zur Blattspitze erzeugt wird.
© Copyright 1997-2003 Verband der dänischen Windkraftindustrie
Letzte Änderung 10. Mai 2003
http://www.windpower.org/de/tour/wtrb/rotor.htm
Bitte warten Sie...