Warum haben Windräder drei Rotorblätter?

Wenn man sich die üblichen Windenergieanlagen anschaut, dann haben die Masten in der Regel drei Rotorblätter. Warum ist das so?

Es gibt zwei Gründe.

Der eine Grund hat mit der Energieausbeute zu tun. Im Prinzip steigt die erzeugte Energie mit jedem Rotorblatt. Also eine Zwei-Blatt-Anlage liefert mehr Energie als eine Drei-Blatt-Anlage und die wiederum mehr als eine Vier-Blatt-Anlage. Allerdings steigen auch die Kosten mit jedem Rotorblatt. Nicht nur die Produktion, sondern auch die Wartung. Zusätzlich bremst jedes zusätzliche Rotorblatt den Rotor aus. Der Gewinn aus einer Vier-Blatt-Anlage wäre nicht groß genug, um das vierte Rotorblatt wirtschaftlich zu rechtfertigen.

Der zweite Grund hat etwas mit der Belastung der Rotorachse zu tun und wie gleichmäßig die Rotorblätter dem Wind ausgesetzt sind. Das Rotorblatt, dass unten vor dem Turm dreht, erfährt nur sehr wenig Wind. Während mit zunehmender Höhe die Windgeschwindigkeit steigt. Bei einer Vier-Blatt-Anlage wären die Kräfte zwischen oben und unten sehr stark ungleich. Dabei wird die Rotorachse sehr ungünstig nach oben gebogen. Wobei das Material sehr stark beansprucht wird. Bei einer Drei-Blatt-Anlage ist das nicht der Fall. Hier verteilen sich die Biegekräfte viel gleichmäßiger und die Anlage läuft viel runder.

Windkraftanlagen mit drei Rotorblättern bieten die effizienteste Ausnutzung der Windkraft. Sie stellen das wirtschaftliche und ökonomische Optimum dar.

4 Gedanken zu „Warum haben Windräder drei Rotorblätter?

  1. Grundsätzlich gilt: je mehr Rotorblätter, desto mehr Luftwiderstand haben sie => Man versucht, möglichst wenige Rotorblätter zu verwenden. Zusätzlich verursacht jedes einzelne Blatt natürlich Kosten.

    1 Blatt => funktioniert nicht wegen Unwucht
    2 Blätter : Die Windgeschwindigkeit ist oben höher als unten, das ergibt ein ungleichförmiges Drehmoment über eine Umdrehung. Zusätzlich wird genau in dem Moment, in dem das Drehmoment durch das oben liegende Rotorblatt maximal ist, das untere Blatt vom Mast abgedeckt, was wieder einen Drehmomentsprung ergibt.
    3 Blätter: jetzt ist das Drehmoment schon ziemlich gleichmäßig. Diese Lösung wird deshalb bevorzugt.

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