Wie löse ich diese Aufgabe in der Thermodynamik, bezogen auf spezifische Arbeit und der maximal gewinnbaren Leistung?

Hallo zusammen,

ich studiere aktuell Maschinenbau und belege gerade das Modul Technische Thermodynamik.

Dabei habe ich folgende Aufgabe(n):

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Im Windpark in Tönisvorst stehen Windturbinen mit einer Nabenhöhe von 135 m und einer Flügellänge von 63,5 m. Der Leistungskoeffizient e, also das Verhältnis von der elektrischen Leistung der Turbine zu der maximal von dem Wind auf die Turbine übertragbaren Leistung beträgt 45%.

Die mittlere Windgeschwindigkeit soll 6 m/s betragen.

a. Skizzieren Sie das System.

b. Wie groß ist die spezifische Arbeit die der Wind maximal übertragen kann, wenn der Wind durch die Turbine vollständig abgebremst werden könnte?

Die Zustandsänderung soll als adiabat und reibungsfrei angenommen werden.

c. Wie groß ist die maximal gewinnbare Leistung?

d. Wie groß ist die elektrische Leistung unter Berücksichtigung des Leistungskoeffizienten?

e. Wieviel elektrische Energie kann eine Windturbine in einem Jahr (8760 h) bereitstellen?

f. Wie viele Haushalte mit einem durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von 3000 kWh können von dieser Turbine versorgt werden?

Luft darf als ideales Gas mit einer individuellen Gaskonstante von R=287 J/kg K angenommen werden. Der Luftdruck beträgt 1,013 bar, die Temperatur 15 °C.

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Kann mir jemand bei der Bearbeitung helfen? Natürlich möchte ich keinen kompletten Lösungsweg mit Ergebnissen, mich würde es einfach nur freuen wenn mir jemand Ansätze liefern könnte. Vorab also Danke für jegliche Hilfe. LG

Temperatur, Leistung, Strom, Energie, Kraft, Elektrotechnik, Spannung, Elektrizität, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Thermodynamik, Wärmelehre, Wirkungsgrad
Schaltplan 12V 35ah Batterie?

Hallöchen!

Ich wollte mal wissen was andere dazu sagen. Grundsätzlicher Plan ist es zwei Blei Batterien 35ah 12 V parallel zu schalten und diese über einen Laderegler zu laden. Der Eingangstrom beläuft sich bei 30A Max. Ich würde jeweils einen Verbindungsstecker beim Plus und Minus Kabel der Batterie anbringen und damit den Wechselrichter betreiben (300W 12V 25A). Diesen würde ich mit 25A absichern, die Batterie mit einer 60A Sicherung, da keine höheren Ströme auf den Leiter laufen sollten. Sicherung auf plus. Vor dem Wechselrichter hätte ich dazu noch ein Lämpchen und einen Schalter eingebaut um nicht unnötige Verluste zu verursachen. Kabelquerschnitt 6mm2 aus praktischen Gründen weil ich diese zur Hand habe auch wenn für meine Leiter <50cm ein Durchschnitt von 1mm2 reichen würde. An den Ausgang des Ladereglers würde ich gerne eine 12V DC Buchse betreiben mit 15A Sicherung. Frage: Muss ich die Batterien mit einem Trennrelais schalten, oder kann ich die einfach angeschlossen haben?

Kann ich die auf das Pluskabel der Batterien einen Schalter legen um die Quelle unabhängig zu trennen, oder schadet das der Batterie, wenn eine bestehende Leitung zur Nachbarbatterie bestehen bleibt?

Kritik gerne willkommen! Das ganze soll im Rahmen eines studentischen Projektes umgesetzt werden.

Mfg Tobi

Hier eine nicht genormte Skizzierung

Bild zu Frage
Akku, Batterie, Elektrik, Ladegerät, Spannung, 12V, Ampere, Elektrizität, Photovoltaik, Physik, Solar, Solaranlage, Wechselrichter

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