Die interaktive Animation stellt die Kräfte dar, die in der Rotorebene einer Windkraftanlage wirken. Diese Kräfte bestimmen einen großen Teil der Belastungen, denen ein Rotor ausgesetzt ist.
Der Betrag der Umfangskraft kann über einen Regler stufenlos verändert werden. Die Umfangskraft ergibt sich aus der Auftriebskraft, die entsteht, wenn der Wind auf die Rotorblätter trifft. Es werden weitere Kräfte dargestellt, darunter die enorme resultierende Gesamtkraft, die sich aus der Addition aller wirkenden Kräfte ergibt.
Hinweis zur Benutzung
Nach dem Start der Anwendung können Sie die Animation im Vollbild-Modus anschauen. Klicken Sie dazu auf „Ansicht“ und anschließend auf „Vollbild“:
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Beschreibung der Animation
Es werden die folgenden Kräfte veranschaulicht:
- Umfangskraft FU
- Gewichtskraft FG
- Resultierende Kraft FRes
- Fliehkraft FF
- Gesamtkraft FGes
- Antriebskraft FAnt
Die Umfangskraft ergibt sich aus der Auftriebskraft (in der Animation nicht dargestellt), die an den Rotorblättern erzeugt wird. Die Umfangskraft kann als die Komponente der Auftriebskraft ansehen werden, die beim Blick auf die Rotorebene sichtbar ist. Die Auftriebskraft bzw. die Umfangskraft ist abhängig von der Windgeschwindigkeit, dem Anstellwinkel der Rotorblätter und der Umdrehungsgeschwindigkeit.
Die Gewichtskraft ist durch das Eigengewicht der Rotorblätter bedingt. Diese Kraft ist immer nach unten gerichtet.
Die Umfangskraft und die Gewichtskraft bilden gemeinsam die resultierende Kraft FRes.
Berücksichtigt man auch die Fliehkraft, ergibt sich die Gesamtkraft FGes.
Die Gesamtkraft verändert sich während einer Umdrehung und kann das Rotorblatt verformen. Die Höhe der Gesamtkraft ist eine wichtige Rahmenbedingung, die bei der Konstruktion eines Rotorblatts beachtet werden muss.
Die Antriebskraft FAnt ist die wirksame Komponente der Gesamtkraft, von der die Beschleunigung des Rotors abhängig ist.
Auch der Betrag der Antriebskraft verändert sich während einer Umdrehung. Es kann auch der Fall auftreten, bei dem die Antriebskraft der Rotationsrichtung vorübergehend entgegengesetzt ist.
Es werden in der Animation nur die Kräfte dargestellt, die beim Blick auf die Rotorebene darstellbar sind. Die Rotorblätter müssen auch der Kraft standhalten, die durch den von vorne einströmenden Wind ausgeübt werden. Diese Kraft wird in der Animation nicht dargestellt.
Verwandte Animationen
HD-Animationen
Web-Animationen
Überblick und Download
| Titel | Kräfte am Rotor einer Windkraftanlage |
| Zielgruppe | Lehrer/innen und Vortragende |
| Plattformen | Microsoft® Windows® Apple® Macintosh® (versionsabhängig) |
| Features | Vollbildmodus verlustfreie Vergrößerung Großbildschirme und Leinwände unterstützt |
| Lizenz | Freeware |
| Download | Kontakt |
Mitwirkende
C. Hein, S. Rikowski
Quellangaben
- Autorenwerkzeug (Steuerungselemente mitgeliefert): Adobe Animate