Zusammenfassung
Windkraftanlagen sind Energiewandler. Unabhängig von Anwendung, Bauform oder konstruktivem Aufbau ist allen Windkraftanlagen die Wandlung der kinetischen Energie der bewegten Luftmasse in mechanische Rotationsenergie gemeinsam. Wie bereits in Kapitel 2 dargestellt, können hierbei zwei unterschiedliche aerodynamische Prinzipien, Auftrieb oder Widerstand, genutzt werden, s. Bild 3-1. Widerstandsläufer haben, wie gezeigt, bescheidene Wirkungsgrade und spielen für heutige technische Anwendungen keine Rolle, außer für Anemometer. In der Gruppe der Auftriebsläufer ist das vorrangigste Unterscheidungsmerkmal die Ausrichtung der Rotorwelle. Anlagen mit vertikaler Achse haben zwar den Vorteil, dass sie keine Windrichtungsnachführung benötigen, konnten sich für größere Anlagen aber dennoch aufgrund anderer Nachteile (unruhige Dynamik, schwacher Wind in Bodennähe) nirgends durchsetzen. Die Vertikalachser sind aus historischen Gründen in Kapitel 2 dargestellt, sie werden hier nicht weiter behandelt. Der interessierte Leser wird auf Kapitel 13 der vorhergehenden dritten Auflage dieses Buches verwiesen. Wir werden uns in den weiteren Ausführungen ausschließlich mit den Horizontalachs-Windkraftanlagen befassen. Bild 3-1 fasst Merkmale von Windkraftanlagen in einer Typologie zusammen. Bauformen und konstruktiver Aufbau werden stark von der jeweiligen Anwendung geprägt. Wir können unterscheiden:
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Direkter mechanischer Einsatz: Antrieb von Mahl-, Säge-, Hammer- oder Presswerken
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Wandlung in hydraulische Energie: Wasserpumpen
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Wandlung in thermische Energie: Heizung und Kühlung
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Wandlung in elektrische Energie: Einspeisung in elektrische Netze, netzunabhängiger Betrieb mit Batteriespeicher oder Aufbau eigenständiger Netze z. B. mit Diesel-Stand-by oder Photovoltaik
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Gasch, R. et al. (2005). Konstruktiver Aufbau von Windkraftanlagen. In: Gasch, R., Twele, J. (eds) Windkraftanlagen. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-322-99446-2_3
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