Windkraft. Windeigenschaften. Schema, Beschreibung

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Windkraft. Windeigenschaften. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Wind ist die gerichtete Bewegung von Luftmassen. Windenergie kann als eine der Erscheinungsformen der Sonnenenergie betrachtet werden, da die Sonne die Hauptquelle ist, die das Wetter auf der Erde beeinflusst. Wind entsteht durch ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne. Die Wasseroberfläche und die von Wolken bedeckten Gebiete erwärmen sich deutlich langsamer; Dementsprechend erwärmt sich die der Sonnenstrahlung zugängliche Erdoberfläche schneller. Die Luft über der erhitzten Oberfläche erwärmt sich und steigt auf, wodurch Bereiche mit niedrigem Druck entstehen. Luft aus Gebieten mit hohem Druck bewegt sich in Gebiete mit niedrigem Druck und erzeugt so Wind.

Der Wind ändert sich im Laufe der Zeit. In den meisten Regionen sind erhebliche saisonale Veränderungen der Windströme zu beobachten. Zudem ist die Windgeschwindigkeit in den Wintermonaten meist höher als im Sommer. Tägliche Änderungen der Windgeschwindigkeit werden in der Regel in der Nähe von Meeren und großen Seen beobachtet. Morgens erwärmt die Sonne den Boden schneller als das Wasser, sodass der Wind Richtung Küste weht. Abends kühlt das Land schneller ab als das Wasser, sodass der Wind von der Küste weht.

Die Windgeschwindigkeit hängt von der Höhe über dem Boden ab. In Bodennähe verlangsamt sich der Wind durch die Reibung an der Erdoberfläche. Daher sind die Winde in größeren Höhen relativ zum Boden stärker. Für landwirtschaftlich genutzte Felder und Wüstengebiete ist bei einer Verdoppelung der Höhe über dem Boden ein Anstieg der Windgeschwindigkeit um etwa 12 % zu beobachten.

Die Windgeschwindigkeit wird stark von den geografischen Bedingungen und der Beschaffenheit der Erdoberfläche beeinflusst, darunter verschiedene natürliche und künstliche Hindernisse wie Hügel usw. sowie Bäume und Gebäude. Aus diesem Grund werden Windkraftanlagen möglichst an erhöhten und von hohen Bäumen, Wohngebäuden und anderen Bauwerken entfernten Standorten aufgestellt, denn. Solche Hindernisse verringern die Windgeschwindigkeit und führen zu Strömungswirbeln, die die Umwandlung von Windenergie erschweren.

Die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit (VG) charakterisiert das Windpotenzial des Gebiets. Dabei handelt es sich um die Windgeschwindigkeit, die als arithmetisches Mittel aller im Laufe des Jahres beobachteten Windgeschwindigkeiten definiert ist. Durchschnittliche Windgeschwindigkeiten können auch für andere Zeiträume berechnet werden, zum Beispiel: monatlich, täglich, stündlich.

Die im Wind enthaltene Energie hängt kubisch von der Größe der Windgeschwindigkeit ab. Eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit führt zu einer 8-fachen Steigerung der Energie. Somit kann eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von 5 m/s etwa doppelt so viel Energie liefern wie ein Wind mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 2 m/s.

Die Windeigenschaften werden an Wetterstationen gemessen. Basierend auf den Daten langfristiger Beobachtungen der Windgeschwindigkeiten in verschiedenen Regionen Russlands werden spezielle Windkarten erstellt.

Autoren: Kargiev V.M., Martirosov S.N. usw.

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