Schauen wir uns die überstrichene Fläche an.

Bei einer Windturbine ist die überstrichene Fläche der Kreis, den die Rotorblätter beim Drehen bilden. Im Wesentlichen ist es die Windfläche, die die Turbine einfangen und in Energie umwandeln kann.

Die überstrichene Fläche ist entscheidend für die Leistung einer Windturbine. Je größer die überstrichene Fläche, desto mehr Wind kann die Turbine sammeln und möglicherweise in Elektrizität umwandeln. Stellen Sie sich einen Eimer vor, der Regen auffängt; je breiter der Eimer, desto mehr Wasser wird aufgefangen.

Die Spitzenleistung des Windfängers liegt derzeit bei 200 W bei 5,5 m/s. Warum sollte er also kleinere Turbinen mit einer Leistung von 400 W oder sogar 600 W übertreffen?

Die Antwort liegt eigentlich im vorherigen Abschnitt. Die durchschnittliche Windgeschwindigkeit ist entscheidend! An einem mäßig windigen Tag fliegt Ihnen vielleicht der Hut davon und Ihre kleine Turbine produziert eine ordentliche Menge Energie, aber gegen Abend wird das Wetter etwas ruhiger und es ist ziemlich angenehm, draußen zu sein. Die kleine Turbine bewegt sich kaum, aber der Windfänger dreht sich weiter. Die ganze Nacht!

Wenn wir nun den Windfänger bei verschiedenen Windverhältnissen mit einem Konkurrenten vergleichen, bekommen wir eine gute Vorstellung davon, wie viel Wind wirklich nötig ist, um eine Windturbine anzutreiben:

Zwischen 5,5 m/s und 15 m/s erzeugt der Windfänger konstant 200 W, während unser Konkurrent erst bei 10–15 m/s oder mehr eine nennenswerte Leistung bringt.

Sicherlich wird die Konkurrenz bei Windgeschwindigkeiten über 15 m/s mehr Leistung erzeugen, aber möchten Sie bei diesem Wetter wirklich zelten gehen?

Ich würde es mir zweimal überlegen, das Haus zu verlassen, und ein Zelt würde ich ganz sicher nicht aufschlagen!

Bei einer leichten bis mäßigen Brise hat der Windfänger in 24 Stunden etwa 4500 Wh erzeugt. Das reicht fast aus, um Ihre Getränke in einer 47-W-Kühlbox weitere vier Tage lang kalt zu halten. Bringen Sie also ein paar Lichter an, laden Sie Ihre Telefone auf oder machen Sie ein paar Smoothies, während Sie die Batterien immer wieder aufladen!

Es ist eigentlich viel nützlicher, die Energieproduktion in Wattstunden zu vergleichen und zu verstehen. Genau dafür haben wir eine Erklärung!

Warum dreht sich der Windfänger dann nicht einfach schneller? Würde er dann nicht noch mehr produzieren?

Nun ja, aber es würde auch mehr Lärm machen.

Diese Einschränkung besteht nicht ohne Grund. Wenn wir die Rotorblätter und damit die überstrichene Fläche verlängern, erhöhen wir auch die Belastung für alles andere. Die Leitungen, den Turm, die Turbine und die Bodenanker. Dies könnte möglicherweise durch den Bau aus anderen Materialien behoben werden, aber das würde das Ganze schwerer und viel, viel teurer machen.

Um die Drehzahl des Windfängers konstant bei 135 U/min (Umdrehungen pro Minute) zu halten, ist er mit einem Pitch-System ausgestattet, das die Rotorblätter um die eigene Achse dreht.

Dies ist bei den meisten großen Windkraftanlagen ein übliches Merkmal, in dieser Größe und Preisklasse jedoch praktisch unbekannt.

Wir haben unzählige Stunden damit verbracht, das Pitching-System zu perfektionieren. Es ist unglaublich schnell und selbst wenn der Strom ausfällt, richten sich die Rotorblätter im Wind auf, wodurch die Turbine automatisch gebremst oder sogar gestoppt wird.

Auf Bodenhöhe (daher der Name) ist der Windfänger mit einem kleinen, aber wichtigen Hardwareteil ausgestattet:

Bei der Ground Station handelt es sich um einen DC/DC-Wandler, ein cleveres Stück Hardware, das die schwankende Energie des Windes ausgleichen und eine Vielzahl von Geräten gleichmäßig mit Strom versorgen kann. Sie kann so eingestellt werden, dass sie jeden Batterietyp lädt, ob auf Blei- oder Lithiumbasis, und die Leistungsabgabe kann begrenzt und die Spannung programmgesteuert gesteuert werden.

Es geht sogar noch verrückter: Wir können Kraftwerke auch aufladen, indem wir sie „austricksen“, sodass sie denken, ein Solarpanel sei angeschlossen. Wir nennen das Solar-Emulationstechnologie.

Kraftwerke sind nicht mit der erforderlichen Software ausgestattet, um die schwankenden Ströme aufzunehmen, die eine Windturbine erzeugt. Daher ist die Bodenstation mit einer Reihe von Kondensatoren ausgestattet, die Ladung für bis zu eine Sekunde speichern und an das Kraftwerk abgeben können, als wäre sie ein Solarpanel.

Irgendwas mit MPPT und der Umwandlung überschüssiger Energie in Wärme, wodurch potenziell Elektrizität verloren geht.

Keine andere Windturbine verfügt über einen DC/DC-Wandler, der alle Systemtypen bedienen kann. Mit dem Windfänger können Sie Batterien sicher aufladen.

Lassen Sie uns ein wenig über die Entwicklung vom Windfänger, die Materialien und warum es so bahnbrechend ist, sprechen:

Zunächst einmal mag der Name KiteX auf den ersten Blick fehl am Platz erscheinen, aber wir heißen nicht ohne Grund KiteX.

Die Gründer sind begeisterte Kitesurfer und verfügen außerdem über zwei Ingenieurabschlüsse. Sie wissen, wie man die Kraft des Windes nutzt und verfügen über umfassende Kenntnisse im Bereich Leichtbaumaterialien.

Der Windfänger wiegt gerade mal 12 kg. Er besteht aus Kohlenstofffaser- und Glasfaserstäben sowie einer Reihe 3D-gedruckter Kunststoffteile. Um sicherzustellen, dass alles als solide Struktur an seinem Platz bleibt, wird das Ganze mit sehr starken Leinen zusammengehalten. Leinen wie die, die Sie an Ihrem Fallschirm festhalten!

Heutzutage ist das geringe Gewicht wichtiger als die Möglichkeit, es einfach auf das Autodach zu schieben.

Einfach ausgedrückt: Weniger Material bedeutet eine günstigere Produktion und einen niedrigeren Preis.

Wenn wir die Spitzenenergieabgabe von 200 W mit dem Gewicht zusammenrechnen, kommen wir auf 16,6 W/kg. Vergleichen Sie das mit einer herkömmlichen Windturbine aus viel Stahl und einem Betonfundament, die etwa 2 W/kg erzeugt.

Natürlich produziert der Windfänger nicht so viel Energie wie eine 300 m hohe Offshore-Windturbine, aber das Schöne ist, dass er das auch nicht muss. Wenn Sie es bereuen, ihn neben Ihrem Lager aufgestellt zu haben, bauen Sie ihn einfach ab und stellen Sie ihn woanders auf! Es muss danach kein Beton ausgehoben werden!