Post on 05-Apr-2015
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AufwindkraftwerkeAufwindkraftwerkeEnergieerzeuger der Zukunft
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AufbauAufbau Einleitungsfilm Aufbau und Funktionsweiße Systemtechnische Darstellung Dimensionen Wirkungsgrad Regelbarkeit Einsätzmöglichkeiten Kosten Ökologische Bilanz Lebensdauer Software zur Berechnung der Leistung
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Aufbau und FunktionsweißeAufbau und Funktionsweiße
Das System besteht aus 4 Subsystemen
1. Glasdachkollektoren 2. Wasserspeicher 3. Kamin 4. Windturbine
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Aufbau: KollektorAufbau: Kollektor
Glas- oder Kunststoffkollektor
Lichtdurchlässig Luftdicht Angewinkelt zum Kamin Installiert in 2-6 m Höhe
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Funktionsweiße: KollektorFunktionsweiße: Kollektor
Licht kann eintreten, Luft aber nicht entweichen Treibhausprinzip Kollektor ist zum Kamin hin angewinkelt, so dass
erwärmte Luft zum Turm ansteigt Am Rand der Kollektoren entsteht ein Sog, welcher kalte
Luft anzieht
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Aufbau:Aufbau: WasserspeicherWasserspeicher Wasserschläuche oder -Kissen, die mit Wasser befüllt
sind Wassertiefe beträgt 5-20 cm Im Boden installiert
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Funktionsweiße: WasserspeicherFunktionsweiße: Wasserspeicher Speicherung der Wärme im Wasser 5 mal höhere Wärmekapazität im Vergleich zum Boden Dadurch wird auch nachts Wärme abgegeben
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Aufbau: KaminAufbau: Kamin
Stahlbetonröhre Turbinen Speicherräder
Wanddicke steht in Abhängigkeit zur Turmhöhe
Am Fuß beträgt die Windgeschwindigkeit ca. 15 m/s
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Funktionsweiße: KaminFunktionsweiße: Kamin
Auftrieb der erwärmten Luft ist proportional zur Temperaturerhöhung und zum Turmvolumen
Aufströmende Luft im Kamin bringt Turbinen in Bewegung
Kinetische Energie der Turbine wird an den Generator weitergeleitet
Generator wandelt kinetische Energie in elektrische Energie um
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Problematik großer HöhenProblematik großer Höhen
Durch die geringe Materialdichte ab einer bestimmten Höhe des Kamins wird das Material verformt
Dies kann zur Beschädigung des Materials führen Die auftretende Spannung heißt Meridianspannung
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OvalisierungOvalisierung
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ProblembehebungProblembehebung
Spannungsausgleich durch mehrere Speichenräder im Kamininneren
Vorteil: Geringer Luftwiderstand
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Aufbau: TurbineAufbau: Turbine
Möglichkeit 1: Befindet sich waggerecht im Turm
Möglichkeit 2: Befindet sich senkrecht am Übergang von Kollektor und Turm
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Funktionsweise: TurbineFunktionsweise: Turbine
Blattregelung bestimmt die Leistungsabnahme Statischer Druck wird abgebaut (Druckgestufte
Windturbogeneratorsätze) 10-fach Leistungsabnahme einer Freiland-Turbine Spitzenleistung von 200 Megawatt
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FunktionsweiseFunktionsweise
Sonnenstrahlen dringen durch Kollektordach ein Luft unter dem Dach wird erwärmt Erwärmte Luft steigt zum Kamin im Zentrum,
entstehender Sog saugt automatisch kalte Luft an Aufsteigende Luft setzt Turbine im Kamin in Bewegung Bewegung der Turbine wird auf einen Generator
übertragen Generator wandelt Bewegungsenergie in elektrische
Energie um
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Systemtechnische DarstellungSystemtechnische Darstellung
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Dimensionen des Prototyps in Spanien Dimensionen des Prototyps in Spanien (150km südlich von Madrid) (150km südlich von Madrid)
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Flächenbedarf zur ausschließlichen Flächenbedarf zur ausschließlichen Energieversorgen durch AufwindkraftwerkeEnergieversorgen durch Aufwindkraftwerke
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WirkungsgradWirkungsgrad
Steht in Abhängigkeit von:
• Sonneneinstrahlung
• Kollektorfläche
• Turbine
• Kaminvolumen
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Wirkungsgrad in Abhängigkeit der KaminhöheWirkungsgrad in Abhängigkeit der Kaminhöhe
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RegelbarkeitRegelbarkeit
Keine direkte Regelbarkeit möglich Wirkungsgrad ist abhängig von der Dimension der
Anlage und dem Standtort Durch die Dimension und die Technik ist die maximal
umzusetzende Leistung vorgegeben Durch den Standort ist die der Sonne zu entnehmende
Leistung vorgegeben
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EinsatzmöglichkeitenEinsatzmöglichkeiten
Bevorzugt sind Einsatzorte mit…Großer SonneneinstrahlungGroßer NutzflächeWenig UmbaubedarfNahlage zum Verbraucher
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Kosten Kosten
Die Kosten stehen immer in Abhängigkeit von:MaterialkostenLohn der ArbeitskraftZinssatz zur Finanzierung des Projekts
Hohe Baukosten Geringe/kaum Betriebs- oder Wartungskosten
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Diesen Satz bitte NICHT lesen!28
Diesen Satz bitte NICHT lesen!29
Ökologische BilanzÖkologische Bilanz
Bau des Kraftwerks führt zu CO2-Ausstoß Betrieb ist emissionslos Schätzungsweise nach 3 Jahren produziert das
Aufwindkraftwerk CO2-frei
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LebensdauerLebensdauer
Die Lebensdauer steht in Abhängigkeit von: Material Umwelteinflüssen
Es wird mit einer Lebensdauer von mindestens 50 Jahre gerechnet
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Software zur Berechnung der LeistungSoftware zur Berechnung der Leistung
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Noch Fragen?Noch Fragen?
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Auf WiedersehenAuf Wiedersehen