Warum wird der Wind für Windkraftanlagen mit zunehmender Höhe attraktiver?

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7 Antworten

Da sind schon gute und richtige Antworten dabei.

Die rauhe, unebene Erdoberfläche bremst und verwirbelt den Wind, was auf einer hochgelegenen Kuppe aber nicht so stark wirksam ist.

Dazu kommt ein weitere Effekt: ein plötzlich ansteigendes Geländeprofil verengt den Strömungsquerschnitt. Die Luft wird dabei wie in einer Düse beschleunigt, was für das Windrad von Vorteil ist. Daher hat man auf Bergkuppen oder an Landecken häufig einen besonders starken Wind.

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Kommentar von windkraft555
07.01.2016, 18:33

Vielen Dank. Steigt die Windgeschwindigkeit in zunehmender höhe dann nur aufgrund der Verwirbelungen oder gibt es dafür noch andere Einflussfaktoren?

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Es gibt dafür mehrere Gründe. Erstens spricht man von einem logarithmischen Windprofil. Das bedeutet, dass man in doppelter Höhe schon etwa die 10-fache (wenn ich da jetzt nicht verwechsle?!) Windgeschwindigkeit hat. Und durch die höhere Windgeschwindigkeit wird die entnehmbare Leistung größer.

Außerdem spielt die sogenannte Rauhigkeit der Umgebung eine Rolle. Stell dir z.B. einen Wald vor. Der Wind streicht immer über die Baumwipfel und wird dadurch verwirbelt. Dadurch sinkt die entnehmbare Leistung und außerdem erhöht sich der Verschleiß durch unregelmäßige Belastung. Darum versucht man durch größere Höhe einen größeren Abstand zu Baumwipfeln zu gewinnen.

Also noch mal zusammengefasst: größere Höhe bedeutet 1. deutlich höhere Windgeschwindigkeit; 2. geringere Turbulenzen. Beides steigert den Energieertrag.

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Kommentar von windkraft555
07.01.2016, 18:37

Vielen Dank. Steigt die Windgeschwindigkeit in zunehmender höhe dann nur aufgrund der Verwirbelungen oder gibt es dafür noch andere Einflussfaktoren?

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das hat etwas mit der sogenannten laminierten strömung zu tun... in größeren höhen strömt die Luft viel gleichmässiger und ruhiger. dem entsprechend hast du weniger böhen, einen konstanten wind und eine wesentlich bessere Druckverteilung...

lg, Anna

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Kommentar von seifreundlich2
09.01.2016, 11:16

Böen ohne h, ansonsten stimmts ;-)

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Warum genau weiß ich nicht aber, ich kanns mir in etwa so vorstellen.

Der Wind hat ja auch eine Reibung am Erdboden somit muss die Geschwindigkeit an der Grenzfläche null sein. Damit die Funktion von Windgeschwindigkeit und Höhe jetzt stetig differenzierbar ist, muss der Wind mit steigender höhe kontinuirlich schneller werden. Zumindest ist es so bei einer Luftströmung an einer unendlich ausgedehnten Grenzfläche.

Wie stark der aber zunimmt weis ich leider nicht.

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Es ist nicht so, dass es mit zunehmender Höhe IMMER attraktiver wird. Mit zunehmender Höhe wird auch die Luftdichte geringer und das ist kontraproduktiv.

Der Grund weswegen Windkraftanlagen in Erdbodennähe nicht effektiv arbeiten sind in erster Linie Verwirbelungen, die von Unebenheiten der Erde ausgehen.

Stell dir ein Haus vor, das im Wind steht. Hindurch kann er nicht, also muss der Wind dem Haus ausweichen und muss daher seine Richtung ändern. Dies setzt sich u.U. kilometerweit fort.

Für eine effektive Windnutzung brauchst du aber eine sogenannte laminare Strömung, also möglichst gleichmäßig aus einer Richtung.

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Kommentar von windkraft555
07.01.2016, 18:34

Vielen Dank. Steigt die Windgeschwindigkeit in zunehmender höhe dann nur aufgrund der Verwirbelungen oder gibt es dafür noch andere Einflussfaktoren?

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Der Wind nimmt nicht pro Meter Höhe zu. Je höher sich ein Luftpaket befindet, umso konstanter und stärker bläst dort der Wind, da er dann weder von Gebäuden noch von der Topografie beeinflusst wird und somit eine immer geringere Reibung erfährt.

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Das liegt an der Reibung der Luft an der Erdoberfläche.

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