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Senkrechtes, gegen den Uhrzeigersinn drehendes Windrad

 

(Windradanlage für den Balkon) zum Bau eines Hybriden Solar/Windkraftgenerators

Im Betrieb ist der Windrotor geräuschlos und ohne Discoeffekt oder Schattenwurf für Wohngebiete und gegen den Vogelschlag, weil die Turbine besser von der Tierwelt wahrgenommen wird. Die Höhe des Rotors ist in der Größe von 2 DIN A4 Blättern und beträgt 0-300 mm je nach Strömungsstärke des Windes- bzw. Wassers und die Grundfläche beträgt 300 * 300 mm. Exemplarisches Funktionsmuster in der Größe eines Windspiels zum Betrieb eines Fahrraddynamos als Stromgenerator.

 

Vorteile des senkrechten, variabel großen Windflügels

 

 

Nachteile

 

Einsatzgebiete

Aufgrund der Nachteile, insbesondere der geringen Leistung einer mono Anlage haben sich Vertikalachser für den großtechnischen Einsatz zur Stromerzeugung nicht durchgesetzt. Hier kommen heute fast ausschließlich Horizontalachser zum Einsatz.

Wegen der höheren Wirtschaftlichkeit treten die Nachteile (Geräuschentwicklung, Schattenwurf oder Discoeffekt) im Betrieb in den Hintergrund.

Als Windgenerator zur Stromerzeugung kommen Vertikalachsrotoren vorwiegend zur Versorgung von Inselnetzen heute oder -anlagen, zum Laden von Akkus oder als Windenergieheizung heute zum Einsatz. Eine Einspeisung in das öffentliche Netz ist in diesem Fall nicht geplant sondern der Eigenbedarf zur Ladung eines Pedelecakkus steht im Vordergrund.

Die Drehachse der Windturbine steht senkrecht statt waagerecht – und die Turbinen in einem Schwarm sind sogar in der Summe effizienter, wenn sie eng beieinander stehen und sich so synergetisch in der Leistungsstärke ergänzen, (da heute die Windturbinen waagerechter Drehachse in einem Windkraftfeld wegen starker Luftverwirbelungen in großem Abstand zueinander stehen müssen) und dadurch ein Windkraftfeld einen großen Platzbedarf hat.

Pro Fläche können senkrechte Windgeneratoren deswegen pro Windkraftfeld mehr als hundertmal so viel Energie erzeugen wie die heute gängigen Anlagen in einem Windkraftfeld gleicher Größe. Und gegen die Viskosität des flüssigen Mediums Öl -als Schmiermittel- ist Wasser als Schmiermittel ein „besseres“ Schmiermittel als Öl (ca. 10 mal geringere dynamische Viskosität) und weil Wasser eine rund 800 Mal größere Energiedichte hat als Wind, können die Unterwasserkraftwerke sehr viel effizienter Strom erzeugen und kleiner sein wie der hybride Luftteil. Das Potenzial schätzen Energieexperten auf 1,5 Terawatt http://on.welt.de/12rk2Hl.

 

Jedes Helixdreieck pro Stufe hat einen Winkel von  2 * 22,5 °  (= 45°).

http://www.mathe-online.at/materialien/lisa.sormann/files/Lernpfad/Tortenstuecke_aneinander.jpghttp://www.mathe-online.at/materialien/lisa.sormann/files/Lernpfad/Kreis_Tortenstuecke.jpg

 

Quellenangabe der animierten Helix: http://bestanimations.com/Science/Biology/DNA/DNA2.html

 

Windstromgenerator

Der senkrechte Windflügel des Windstromgenerators wird auf einen Reifen mit einer Felge auf eine Wasseroberfläche (See, Meer oder Fluss) -mit einem Wirbel an einer Kette zur Fixierung- gesetzt. Dadurch kann die Rotationsenergie in elektrische Energie durch einen Generator gewandelt werden wie z.B. auch bei Hauskleinwindkraftanlagen.

Die Rotation auf einer Wasseroberfläche ist besser als auf Öl, da die dynamische Viskosität des Wassers etwa 100-mal geringer ist als die von Öl als Schmiermittel. Zudem ist Wasser umweltfreundlicher. Wie im Archiv dokumentiert, ist der so regenerativ erzeugte Windstrom dann um den Faktor 2-5-mal günstiger als regenerativ erzeugter Solarstrom. Die elektrische Energie kann in dem Akku eines Elektromobiles zum kurzfristigen Gebrauch beispielsweise im urbanen Einsatz Gespeichert werden.