so langsam dämmert mir, was für grundsätzliche Überlegungen und Bedingungen zu einem idealen Windrad führen könnten, die ich Euch nicht vorenthalten möchte.
Also erst Mal ein wenig Strömungslehre um den Betzschen Faktor:
Wie sind die Luft- oder Massenstromverhältnisse, wenn man möglichst viel Bewegungsenergie aus dem Wind ziehen will?
Vor dem Hindernis (Windrad) bildet sich ein Staudruck (sinnbildlich stauen sich über den zeitlichen Verlauf die Strömungslinien und stehen ganz dicht nebeneinander. Da die Strömungslinien da dichter stehen fließt der Luftstrom quasi schneller.
Hinter dem Hindernis ist irgendwann wieder ein ausgeglichener gleichmäßiger Luftstrom vorzufinden.
Da die Luftmengen vor und hinter dem Windrad zwangsläufig gleich sind, ist die Vergleichsfläche vor dem Windrad kleiner als hinter dem Windrad anzunehmen. Ganz weit hinten, im Unendlichen
, herrscht wieder eine homogene Strömung, da der entstandene Kanal sich langsam wieder auflöst.Durch Herleitung aus Formeln ergibt sich ein Optimum, wenn die Windgeschwindigkeit vor dem Windrad 3 mal größer ist als hinter dem Windrad.
Wenn wir jetzt ein Windrad bauen wollen, das möglichst wenig Reibung, Turbulenzen (sinnlose, bzw. ungenutze Bewegungsenergie) erzeugt, sollten 2/3 der Luftmenge so durch das Windrad strömen, dass 8/9 der Bewegungsenergie dem Wind entzogen wird. Dann erreichen wir den höchsten Wirkungsgrad. Das sagt kurzum, der Betzsche Faktor aus.
Herzlichen Gruß
Richard
