Welche verschiedenen Arten von Windkraftanlagen gibt es?

Das Design von Windkraftanlagen wird in zwei Grundtypen unterteilt: Turbinen mit horizontaler und vertikaler Achse. Horizontale Windkraftanlagen sind die bekanntesten und am weitesten verbreiteten Windkraftanlagen. Der Entwurf von Vertikalachsen-Windkraftanlagen ist noch nicht abgeschlossen und stammt derzeit größtenteils von einzelnen Erfindern. Mit zunehmender Beliebtheit von Windkraftanlagen steigen auch die Gestaltungsmöglichkeiten.
Am beliebtesten sind horizontale Windkraftanlagen, da sie effizient und kostengünstig sind. Im Gegensatz zu vertikalen Windturbinenkonstruktionen basieren horizontale Turbinen hauptsächlich auf alten Windmühlenkonstruktionen. Horizontale Turbinen variieren in der Größe, größere Modelle sind jedoch effizienter und produzieren mehr Leistung.

Der Aufbau einer horizontalen Turbine ist einfach. Die Turbine besteht aus zwei oder drei Flügeln, die, wenn sie vom Wind angetrieben werden, ein Zahnrad bewegen. Das Getriebe treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Das Getriebe und der Generator sind in der Gondel untergebracht, die auf der Turbinenwelle sitzt. Ein Giergetriebe bei bestimmten horizontalen Modellen passt die Rotorblätter an, um die Windposition zu maximieren.

Obwohl vertikale Windkraftanlagen aufgrund ihrer geringeren Effizienz nicht so beliebt sind, werden ständig neue Designs und Modelle produziert. Eine der Grundideen für die Konstruktion vertikaler Windkraftanlagen besteht darin, die Lärmbelästigung und die potenzielle Schädigung von Vögeln durch die horizontale Windkraftanlage zu minimieren. Vertikale Windkraftanlagen haben Rotorblätter und ihr Design variiert stark.

Eine Art vertikaler Windkraftanlage ist die Darrieus, die im Aussehen mit einem Schneebesen verglichen wird. Der Darrieus verfügt über ein Tragflächendesign, das die Auftriebskräfte des Windes nutzt, um sich zu bewegen, ähnlich wie die Flügel eines Flugzeugs. Dieses aufrecht stehende Modell startet nicht automatisch und benötigt einen Motor, um Geschwindigkeit zu erzeugen, bevor es selbst ein nennenswertes Drehmoment erzeugt. Der Darrieus ist sehr ineffizient, wenn es darum geht, genügend Windkraft zur Stromerzeugung zu erzeugen.

Der Savonius ist ein weiteres vertikales Windturbinendesign. Obwohl der Savonius etwas effizienter als das Darrieus-Modell ist, eignet er sich am besten für die Stromerzeugung im kleinen Maßstab. Der Savonius nutzt den Widerstand, um sich zu bewegen, indem er den Wind in eine Form bringt, die einem halben Fass ähnelt. Zudem ist dieses Modell äußerst leise und übersteht auch starke Winde schadlos.

Das Unternehmen Mariah Power hat mit der Windspire® ein Turbinenmodell entwickelt, das ebenfalls ein aerodynamisches Design aufweist. Die Windkraftanlage ist extrem hoch und schmal. Es besteht aus drei aerodynamischen Flügeln, die den Wind einfangen und sich um eine große vertikale Achse drehen.
Neben groß angelegten Windkraftanlagen werden auch kleinere Modelle wie Honeywell und WindCube® für den Heimgebrauch entwickelt. Der Honeywell sieht aus wie ein Ventilator, während der WindCube® aus horizontalen Flügeln besteht, die sich in einem Würfel bewegen. Beide Modelle würden für einzelne Häuser oder Gebäude funktionieren.

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