LdN 276: alternative Bauweise von Windrädern - Generator am Boden

Nix für ungut. Aber sich als Laie zu outen und dann Experten zu widersprechen die von einer Disruption reden passt für mich nicht zueinander.

Warum?

Wenn ich schreibe ich bin der Hyper-Überexperte wird das an meinen Anmerkungen und dem Sachverhalt nichts ändern. „Dunning Kruger Effekt“

Unabhängig davon hatte das ich die Beiträge von MarkusS und LeoWom sehr gut finde Teile ich halt nicht die Einschätzung das dies die nächste große Innovation wäre. Disruption, ich werde zu alt, oder vielleicht eine Nummer kleiner?

Den Generator von oben nach unten zu verlegen hat einen Gewichtsvorteil und den Vorteil das die Geräusche welche der Generator verursacht nicht hoch oben sondern am Boden abgestrahlt werden. Des weiteren könnten sich mehrere Anlagen einen Generator teilen.

Nun zu den Problemen,
der Wind dreht sich. Damit muss man die Kraftübertragung vom Rotor zum Übertragungsmedium so gestalten das sich die Turmspitze im Wind drehen kann. Rotorachse, Laufrolle, Stahlseil… so einfach ist es leider nicht. Man braucht ja Lager die das dann auch aushalten.
Auch kann man ein Skiliftseil nicht mit einem vertikalem Seil vergleichen, ein Skiliftseil muss sein Eigengewicht nicht tragen.

Wenn man die Pläne betrachtet wird der Turm nicht traditionell sondern über eine Stahlgitterrohrkonstruktion erstellt. Turm und Mast | BWE e.V. Das ist aber jetzt nicht neu oder Innovativ sondern halt arbeitsintensiv.

Die Hauptthese des ursprünglichen Artikels ist die Belastung der Konstruktion des Turmes ist durch das Gewicht des Generators bestimmt. Dies glaube ich eben nicht.

Der Hebel macht es, du kannst eine Wasserflasche ohne Probleme 15 Min in der Hand halten wenn du den Arm mit der Flasche einfach runter hängen lässt. Probier mal die Flasche 15 Min mit Ausgestrecktem Arm vor dir zu halten. Das Problem ist nicht das Gewicht der Flasche sondern der Winkel in dem die Kraft wirkt.
Die Gewichtskraft der Gondel samt Generator wirkt Senkrecht zum Boden und damit in der Konstruktion des Turms. Drückt den Turm also in das Fundament. Die Kraft des Windes will den Turm um schmeißen wirkt 90° zur Konstruktion und damit wie ein Hebel auf das Fundament. Diese Kraft nimmt mit der Höhe des Turms zu (Hebelgesetz) und ist eine dynamische Last welche nicht konstant wirkt. Biegespannung anschaulich – ESOCAETWIKIPLUS

Und weil es am Ende ja nicht darum geht das der Turm am Tag der Eröffnung steht sondern für 20 oder 30 Jahre stehen soll muss dann noch die Materialermüdung über die Biegemomente (Das schwanken des Turms) berücksichtigen.

Ich hoffe ich liege falsch und die Konstruktionskosten fallen um die Erwähnten Dimensionen, dann nenne ich das auch gerne eine Disruption.

Also nach meinem Kenntnisstand ist die relevanteste Schwingungsform eines Windrads die seitliche Auslenkung der Masse an der Turmspitze bezogen auf den Fuß des Turms. Das Gewicht der Turmspitze besteht bei hohen Nennleistungen etwa zu 1/3 aus Rotor und zu 2/3 aus Gondel. Das Bendix’sche Konzept könnte m.E. ganz ohne Gondel auskommen, da man weder Getriebe noch Generator bräuchte, sondern lediglich ein Trägerrad für den „Riemen“. Das sollte also m.E. schon signifikant Gewicht sparen und damit auch die dynamischen Lasten senken. Weniger Gewicht an der Turmspitzer → höherer Turm möglich.

Mich würde – abgesehen von meinen hier gemachten Plausibilitätsüberlegungen - auch wundern, wenn die Grundidee nicht aufgehen sollte, denn das ist ja etwas, was so ein Unternehmen verhältnismäßig schnell anhand der bestehenden Auslegungstools prüfen könnte. Anders ist das bei der technischen Umsetzung der mechanischen Lastübertragung. Hier gehe ich davon aus, dass man die pneumatischen Übertragungsverluste auch sehr schnell abschätzen kann. Und die für mich plausibelste Erklärung, warum man sich für den Riemen entscheiden hat ist, dass das Potential für den mechanischen Wirkungsgrad hier deutlich höher ist. Die Auslegung der Übertragungsmechanik ist allerdings komplexer und eben (in seinen Dimensionen) kein Standard – daher das bisherige Zögern.

Stimmt, das ist eine Herausforderung. Allerdings muss bei der bisherigen Windnachführung ja auch die gesamte Gondel inkl. Rotor gedreht werden. Das wird jetzt leichter. In der Tat muss man aber beim neuen Konzept wahrscheinlich den gesamten Riementrieb von Turmspitze bis Fuß (wird vmtl. Nicht ein einziger Strang sein) ebenfalls nachführen.

Stimmt, aber auch günstiger in der Herstellung und (im Prinzip) auch besser wartbar und in jedem Fall besser recycelbar.

Wie gesagt: ich glaube tendenziell nicht, dass das Konzept funktioniert, aber ich halte die Investition trotzdem für sinnvoll. Wenn die Idee auch nur 10% Erfolgswahrscheinlichkeit hat, wäre das Geld vmtl. gut investiert. Es wird ja auch massiv Geld in Flugtaxis gesteckt, ohne dass man weiß, ob die jemals im großen Stil fliegen werden. Da ist das hier ja im Vergleich ne sehr sinnvolle Idee.

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