Schnelllaufzahl - LinkFang.de





Schnelllaufzahl


Dieser Artikel behandelt die Schnelllaufzahl der gehäuselosen Windenergieanlagen, zur Schnelllaufzahl von „gehäusegefassten“ Turbomaschinen siehe Laufzahl.

Die Schnelllaufzahl λ (lambda) ist eine wichtige Kennzahl für die Auslegung von Windkraftanlagen (WKA). Sie gibt das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit u des Rotors zur Windgeschwindigkeit ν an und ist definiert als

[math]\lambda = \frac{u}{\nu} = \frac{\omega_r r}{\nu} = \frac{2 \pi r n}{\nu}.[/math]

mit r = Rotorradius, [math]\omega_r[/math] = Winkelgeschwindigkeit des Rotors und n = Rotordrehzahl. Der reziproke Wert der Schnelllaufzahl ist im Turbinenbau und in der Propellertheorie als Fortschrittsgrad bekannt.

Widerstandsläufer, wie beispielsweise historische Windmühlen, haben eine Schnelllaufzahl kleiner eins und werden hier nicht betrachtet.

Aus der Schnelllaufzahl und dem meist nach außen flacher werdenden Einstellwinkel ergibt sich der Anstellwinkel der Strömung zum Blattprofil. Da sowohl der Impulsstrom des Windes, den es zu etwa 2/3 auszubremsen gilt (Betzsches Gesetz), als auch die aerodynamischen Kräfte etwa quadratisch mit der Strömungsgeschwindigkeit zunehmen, ist für einen konstanten Erntegrad die Schnelllaufzahl nahezu unabhängig von der Windgeschwindigkeit.

Entsprechend der Schnelllaufzahl wird unterschieden in Langsamläufer mit einer Schnelllaufzahl etwa zwischen 1 und 3 und Schnellläufer mit einer Schnelllaufzahl etwa zwischen 5 und 7...8. Windräder mit einer Schnelllaufzahl größer 10 (Ein- und Zweiblattrotoren) werden unter anderem wegen der hohen Schallemission heute in der Regel nicht mehr gebaut.

Literatur


Kategorien: Windenergietechnik | Kennzahl (Strömungsmechanik)

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