Wie funktioniert eine Windmühle und wie erzeugt sie Energie? Das ist eine fantastische Frage! Eine Windturbine ist wie eine riesige Version des Ventilators, den Sie bei heißem Wetter zur Abkühlung verwenden. Der Wind trifft auf die Rotorblätter einer Turbine und bringt sie dadurch zum Drehen. Die rotierenden Rotorblätter sind mit einem großen Teil mit einem beeindruckenden Namen verbunden, dem Rotor. Diese Scheibe ist mit einem Antrieb verbunden, dem Getriebe, das für die Stromerzeugung verantwortlich ist.
Das Getriebe ist einfach eine Box mit vielen Zahnrädern. Die Zahnräder sind unterschiedlich groß und greifen ineinander, um die durch den auftreffenden Wind erzeugte Drehbewegung in Elektrizität umzuwandeln. Da der Rotor mit einer genau definierten Geschwindigkeit und Richtung rotieren muss, kann er nur dann Elektrizität erzeugen. Dies wiederum ermöglicht es der Windturbine, effizient zu funktionieren und Elektrizität mit Hilfe eines Getriebes zu erzeugen, das die Bewegung unterstützt.
Aber wie funktioniert das Getriebe eigentlich? Hier können wir dieses aussagekräftige Missverständnis aufklären! Im Getriebe befinden sich viele Zahnräder mit unterschiedlichen Durchmessern. Diese Zahnräder sind unterschiedlich groß und klein. Wenn sich der Rotor dreht, drehen sich auch die Zahnräder im Inneren – genau wie bei einer normalen Gangschaltung. Das Feld steuert und wandelt die schnelle Drehung des Rotors in eine langsamere Drehgeschwindigkeit um, die mit in anderen Stufen angeschlossenen Turbinen in Elektrizität umgewandelt wird.
Das Getriebe überträgt die Kraft immer über mindestens ein Zahnrad. Denn sie drehen sich ständig und sorgen durch ihr Zusammenwirken dafür, dass Rotor und Generator mit der richtigen Geschwindigkeit rotieren. In der Praxis sorgt das Getriebe auch dafür, dass sich der Rotor dreht, selbst wenn es nicht sehr windig ist. Dadurch kann die Turbine unabhängig von den Windverhältnissen kontinuierlich Strom erzeugen.
Windturbinen werden mit immer fortschrittlicherer Technologie ausgestattet, und das gilt auch für ihre Getriebe. Früher hatten Windturbinen beispielsweise ein einzelnes Getriebe mit nur einem Satz Zahnräder. Historisch gesehen verwenden die meisten modernen Windturbinen jedoch ein etwas komplexeres System, das als Planetengetriebe bekannt ist. Diese Konfiguration wird als Getriebe mit drei Zahnradsätzen bezeichnet, die zusammenarbeiten, um einen reibungslosen und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
Eine Besonderheit des Planetengetriebes ist ein Pitchsystem. Das Pitchsystem verändert den Winkel der Rotorblätter je nach Windgeschwindigkeit. Wenn der Wind beispielsweise sehr stark ist, drehen sich die Rotorblätter weniger stark, sind also weniger steil und rotieren nicht so schnell. Wenn dagegen nur leichter Wind herrscht, kann das Pitchsystem die Rotorblätter stärker anwinkeln, um auch bei geringer Windgeschwindigkeit noch Strom erzeugen zu können.
Ventilatoren sind in allen Größen erhältlich, genau wie Windturbinen. Kleine Windturbinen, wie sie in Privathaushalten und Schulen verwendet werden, verwenden aufgrund der begrenzten Anzahl an Rotorblättern sicherlich keine Getriebe. Miniatur-Windturbinen verzichten vielleicht auf das Getriebe, aber in größeren Windturbinen, die Städte und Dörfer mit Strom versorgen, ist ein Getriebe absolut notwendig. Es sorgt dafür, dass sich alles im richtigen Tempo bewegt, was wiederum dazu beiträgt, effizient Strom zu erzeugen.
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