Geschwindigkeit oder Umdrehungen bei Stromgenerator wichtiger?
Hallo Community,
ich habe eine kurze Frage bezüglich Physik und der Energiegewinnung. Bei einem kleinen Stromgenerator, welcher aus mechanischer Energie elektrische Energie erzeugt. Z. B. ein Generator, welcher in Windkraftwerken die Drehung einer Stange in Strom umwandeln.
Worauf kommt es bei der Energiegewinnung an? Wird bei einer hohen Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit oder bei einer hohen Anzahl an Umdrehungen mehr Strom produziert? Gibt es da Unterschiede bei Spannung und Stromstärke?
Freue mich auf eure Antworten, bei weiteren Fragen einfach fragen.
7 Antworten
Zunächst wird Energie gewandelt und nicht erzeugt.
Mit der zunehmenden Zahl an Umdrehungen steigt proportional die gewandelte Energie.
Mit der zunehmenden Drehzahl, d.h. der Umdrehungen pro Zeit, steigt proportional die gewandelte Energie pro Zeit, also die Leistung.
Die Leistung ist das Produkt aus Stromstärke und Spannung. Diese beiden Größen stehen in keinem direkten Zusammenhang mit der Drehzahl. Da intervenieren weitere technische Größen.
Soweit sich die Nenndrehzahl einer Elektromaschine erhöhen lässt, lässt sich bei gegebener Nennleistung die Baugröße der Maschine verringern.
In deinen Fragen haben sich ein paar Fehler eingenistet.
Drehzahl = Anzahl der Umdrehungen / pro Zeiteinheit.
Es gilt: Je schneller ein Generator dreht, desto mehr elektrische Energie wird erzeugt. Spannung und Strom steigen damit an. Das System hat jedoch Grenzen. Irgendwann ist die magnetische Sättigung erreicht und spätestens dann wird mit einer weiteren Drehzahlerhöhung keine elektrische Mehrleistung produziert.
Das ist ja beides das selbe.
Hohe Drehzahl bedeutet ja eine hohe Anzahl von Umdrehung in einer gewissen Zeitspanne.
Sofern man den Generator als ideal betrachtet ja.
In dem Fall ist nämlich die Mechanische Energie die reingesteckt wird ja auch immer die Elektrische Energie die raus kommt.
Sofern also die aufgewendete Mechanische Energie in beiden Fällen gleich ist, dann ist auch die Elektrische Energie gleich.
Wenn man ein reales Netzwerk betrachtet muss der Generator eine gewisse Mindestspannung erzeugt damit er überhaupt ein Gerät versorgen kann. Die Spannung am Ausgang ist Drehzahl abhängig somit brauchst du eine gewisse Mindestdrehzahl damit das ganze geht.
Wenn du aber über dieser Mindestdrehzahl bist, ist es wieder egal in welcher Zeit du die mechanische Energie reinsteckst.
Bei direkt Netzgekoppelten Generatoren ist allerdings die Drehzahl durch die 50Hz Schwingung des Netzes vorgegeben sprich die Drehzahl der Turbine ist in dem Fall immer konstant, der einzige Unterschied den man hat ist die Kraft welche der Dampf auf die Turbine ausübt.
Das kannst du dir dann in etwa wie eine Feder vorstellen. Die Drehgeschwindigkeit der Turbine bleibt zwar immer gleich, allerdings führt mehr Kraft auf die Turbine zu einer höheren Phasenverschiebung gegenüber dem Netz und damit zu einem höheren Energietransport ins Netz.
Du freust Dich nicht...
Hohe Drehzahl versus hohe Anzahl an Umdrehungen..... 😂😂😂
Erst eigenen Text lesen, dann auf Senden klicken
Grundsätzlich hast du bei einem Generator die selben Zusammenhänge, wie bei einem Elektromotor:
Spannung ~ Drehzahl
Strom ~ Drehmoment
Und natürlich
Leistung = Spannung x Strom
Du kannst dir einen Generator wie eine Batterie vorstellen. Je schneller er sich dreht, desto höher ist seine Spannung an den Klemmen. Je kräftiger die antreibende Kraft, desto höher der maximale Strom.
Du brauchst also beides, einen kräftigen, und schnell drehenden Generator, damit dieser die maximale Leistung erzielen kann.
Ich meine es so: kommt am Ende genauso viel Energie heraus, wenn ich 10 Umdrehungen in 30 Sekunden mache, als wenn ich 10 Umdrehungen in 30 Minuten mache?