Technologie - Warum SkyWind?

Einen FuSystems SkyWind Rotor erkennt man auf den ersten Blick. Doch was steht hinter den charakteristischen Rotoren? Zunächst jahrelange Entwicklung, denn der Rotor unseres Kraftwerks erfährt mehr Belastung als man auf den ersten Blick vermuten würde. Wussten Sie zum Beispiel, dass...

- der Rotor Drehzahlen bis 1.500 U/min erreicht?
- unsere Blattprofile sich mit Geschwindigkeiten über 450km/h bewegen?
- die angreifende Windkraft sich binnen Bruchteilen von Sekunden verändert?

Mit jedem Zentimeter den ein Punkt weiter von der Welle entfernt ist verändern sich Winkel und Geschwindigkeit der Luftströmung. Während die Blattspitze sich sehr schnell bewegt und die Luft aufgrund der Drehgeschwindigkeit fast von vorne anströmt, ist in der Nähe der Gondel das Gegenteil der Fall - die Strömung ist langsam und kommt fast genau aus Richtung des Windes. Was bedeutet das für eine Anlage?

    1. Ein effizienter Rotor muss an jedem Punkt des Rotors auf eine anderen Luftströmung als zuvor angepasst sein.
    2. Ein starrer Flügel ist dabei an einem Punkt passend, an allen anderen jedoch falsch eingestellt.
    3. Stimmen Flügelstellung und Strömung nicht genau überein ergeben sich starke Geräusche und Verluste


Warum nun Rotoren aus gekantetem Metall?

Am Ende eines Rotors ist der Flügel nur noch wenige Millimeter dick. Um den enormen mechanischen Belastungen und der UV-Strahlung stand zu halten sind daher teure Materialien und aufwendige Verfahren nötig. Der ‘Knick’ im Profil verleiht unserem, ohnehin schon stabilen, Luftfahrzeugblech zudem eine enorme Steifigkeit. Dabei ist er zudem einfacher zu fertigen.

CFD1Gleichzeitig macht es für die Luft aufgrund der Besonderheiten sehr kleiner Flügel fast keinen Unterschied ob der Flügel perfekt rund oder mit leicht stärkeren Wölbungen versehen ist. Und auch hier spielt wieder der Maßstab eine Rolle: Blickt man von außen auf das Profil meint man einen Knick zu sehen. Vergleicht man jedoch Tiefe des Flügels, im schnell umströmten Bereich noch etwa 5cm, und Rundungsradius der Knicke, etwa 1cm, ist die Situation eine andere. Der Knick ist plötzlich eine Rundung und der Flügel arbeitet wie ein normales Profil.

Auch wenn es hier nur ganz grob möglich ist die Besonderheiten zu erklären, lassen sie doch den Sinn unserer Verfahren nachvollziehbar werden. Viele weitere Details wie unsere besondere Beschichtung und die hochgeknickten Enden, sogenannte Winglets, sorgen gemeinsam für eine besonders effiziente Strömung. Dabei wurden unsere Profile mithilfe moderner Computerfluiddynamik ausgelegt und schließlich in der Praxis optimiert. Auch die besonders schlanken Profile sorgen bei einer Anlage dieser Größe für besonders leisen Betrieb sowie eine effiziente und steuerbare Aerodynamik.


Abschließend noch ein fast offensichtlicher Punkt der doch gern übersehen wird: Ein exakt gefertigter und qualitätsgeprüfter Zweiblattrotor aus einem Stück ist bereits feingewuchtet. Ein für die Laufruhe und schnelle Montage entscheidender Faktor!

 

Und die elektrische Seite?

Der Generator des SkyWind NG wurde für ein vielfaches der bei unserem SkyWind tatsächlich genutzten 1.000 Watt entwickelt. Auch vierzig Jahre nach dem  Bau Ihres ersten Prototypen ist die 16 Pol Kommutatormaschine dabei in vielerlei Hinsicht herausragend. Ihre Stromfestigkeit bis 80 Ampere erlaubt die Abschaltung der Anlage bei jeder Windgeschwindigkeit. Der Einsatz von C8 Keramikmagneten anstelle von Neodymium lässt sie ohne seltene Erden fragwürdiger Herkunft auskommen. Auch die hoch belastbare Kugellagerung des Trommelankers und seine 16mm starke Welle aus gehärtetem Stahl sind für eine Turbine dieser Leistungsklasse einzigartig.

Da die gesamte Maschine mit Gleichstrom unterhalb der 75V Schwelle der EU-Niedrigspannungsrichtlinie arbeitet, ist der Umgang mit dem System einfach und ungefährlich. Gleichzeitig ist das Betriebsspannungsfeld relativ klein und der zur Anlage zugehörige 230V Netzwechselrichter daher besonders effizient. Denn nur durch die perfekte Abstimmung von Generator und Wechselrichter lässt sich bei einer Windturbine dieser Größe der elektrische Systemeffizienzgrad von ca. 76% erreichen.

 

Unser Generator steht, wie auch das Rotorblatt für bewährte und langlebige Qualität...

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