I. Ist evtl. ein Architektur-Student da?
Annahme: Man setzt auf ein Hochaus eine WKA, 6 MW; Standfläche am Boden: 25 x 25m und es sei 140 m hoch- real!
Der Wind komme mit maximal 200 km/h bzw es drückt maximal 6MW, das
50 Tonnen Druck enstpricht, korrekt gesagt, 500 kN; Also, das Drehmoment an dem Wolkenkratzer wäre D= 140 m * 500 * 10^3 N. Bleibt das Hochaus stehen?
II. Hilfsweise, der Fall New York: Ohne die Kantenlänge der Standfläche dort zu kennen: Die World-Trade-Center Türme hielten sogar dem Flugzeug stand, m sei 300 t, das die mit ca. 400 km/h reinflog u. der Wolkenkratzer blieb stehen- erst viel später bogen er sich wegen der Hitze!
a) Der Impuls I war also I = m * v = 300000 kg * 400 km/h = 300 kg
* 111 m/s = 333000 kgm/s.
b) Drehmoment D= 140 m * Impuls ?
c) Würde sagen: 140 m * 500 kN = 70000 mkN.
Wieviel hält ein Hochhaus aus?
Ist ein Architekt da oder wessen Vater ist einer u. zeigt ihm, das Problem hier? Many thanks in advance!
Hi…
Annahme: Man setzt auf ein Hochaus eine WKA, 6 MW; Standfläche
am Boden: 25 x 25m und es sei 140 m hoch- real!
Der Wind komme mit maximal 200 km/h bzw es drückt maximal 6MW,
das 50 Tonnen Druck enstpricht, korrekt gesagt, 500 kN; Also, das
Drehmoment an dem Wolkenkratzer wäre D= 140 m * 500 * 10^3 N.
Bleibt das Hochaus stehen?
Im Prinzip ja. Das Haus selbst ist ja auch dem Wind ausgesetzt und erfährt dadurch ein wesentlich höheres Moment - in der Größenordnung von 108 Nm. Problematisch wird allerdings die Befestigung der Anlage sein, wenn das Dach des Hauses nicht von vornherein dafür ausgelegt wurde. Auf jeden Fall muss das Projekt von einen Statiker durchgerechnet werden.
Und noch ein anderes Problem an der Idee: Hochhäuser findet man in Innenstädten, wo herabfallende Gegenstände (Eis, Vogelschlag) mit großer Wahrscheinlichkeit Schaden anrichten, während bei einem Windpark in der Nordsee nicht viel passieren wird. Dieses Argument hat aber offenbar niemanden gehindert, auf das Technische Rathaus München einen Darrieusrotor zu setzen.
genumi
K E I N E Hochbau- A R C H I T E K T E N DA?
K E I N E B A U - I N G E N I E U R E D A ?
- Die Befestigung ist überhaupt kein Problem- auf der Terrasse anzu-
schrauben zuzügl. weiterer Maßnahmen, deshalb auch nicht die Frage. Der runde Turm so einer WKA hat 15 m Durchmesser; Leistung bei 43 km/h Wind =6 MW, Erzeugung im Jahr 20 Mio kWh, das fast 7000 4- Pers. Haushalten entspricht. Die Kantenlänge des Quaders sei 25x25m, die Höhe H sei 100m. - Du übertreibst erheblich mit dem eventuellen Eiswurf. Des Darrieus-„Flügel“, stehen zu 90% fast senkrecht, das Eis gleitet schnell ab u. er dreht nur langsam; (kaum Fliehkraft);
- Bei 5500 Verkehrstoten hat niemand Sichehreitsbedenken, nur bei Windrotoren- die 0,5 Vögel/ Jahr erschlagen- jede Katz frisst mehr Vögel; Man staune über solche Voreingenommenheiten! Wir wollen hier doch wissenschaftlich sein- oder? Nicht mal eine Kuh wurde je von einem „Eiswürfel“ getroffen; Vor jedem Haus in der Stadt ist es gefährlicher bei Tauwetter; man hilft stellt Holzlatten auf am Gehsteig. Legen wir Sicherheitswahn beiseite, statt verhindenr, was tun für die Umwelt- muss die Parole lauten! Vom Krebs durch Ruß und SO3 (Schwefl.Sr.), das die Wälder verätzt, habe ich nichts gehört-bei dem Sicherheitsdenken! WindKraftAnlagen (WKA) machen keinerlei Dreck;
* DEUTSCHES LANDWIND-POTENTIAL = 50 % und das
* SEEWIND-POTENTIAL (Errechnet von der Uni Kassel) auch über 50% (318 Mrd. kWh/a ist)= gesamt mindestens 100%, d.h. 600 Mrd. kWh/annum. - Woher hast Du die 10^8 Nm? Hast Du einen Faktor davor? Ich komme nur auf ca. 10^7 Nm;
- Man vergleiche Windkraft | Solarstrom:
Co2- Emission: 8 gCO2/ kWh | 334
Erzeugungskosten von 1 kWh: 2,6-3,6Cent/kWh | 43 bis 52 Cent/kWh
Invest.kosten je installierte kW: 1200-1500 Euro | 3500 Euro
Stanford Results aus der Messung im Jahre 2006 mittels fast 8000 Messstellen weltweit incl. dt. Wetterdienst:
Zitat: „Wenn man lediglich an leicht zugänglichen Stellen WKA aufstellt, erhält man das 40- fache des Weltstromverbauches von 2006“. Wie anders will ma n23 % atomstrom und 47 % Kohlestrom ersetzen+ 30% Strom zum Laden von Millionen E-cars? Nur mit Wind ist dies spottbillig u. sauberst zu machen. Windige Grüße an die übrigen intelligenten ökologisch denkenden Windfreunde! Euer Eco-Ing.
WKA auf Wolkenkratzer? 55,5m/s = 27,8 t= 278kN
Ich antworte mir mal selbst!
- Resultat: Es drücken ca. 27,8 Tonnen (korrekt gesagt 278 kN) in der Höhe von 80- 160 m =1500m²) in horizontaler Richtung an diese senkrechte Fläche des Wolkenkratzers.
- Frage: Die Rotorfläche bei Durchmesser 126 m ist 12469 m².
Aber: Die Fläche wird durchströmt- welche Formel gilt nun- meine Herren Bau-Ingenieure, die ihr nur feste Wände kennt? Oder- wäre eventuell ein Maschinenbauer da?
Resultat eines guten Denkers hier: Der sagte: da die Leistung des Rotors 6 MW (6000 kW)ist, könne man die 6000 kW als Drehmoment in 6000 kNm zu sehen.
Sein Resultat: ca. 50 Tonnen horizontal wirkend, also 500 kN. Nun, je nachdem, wie lange der Hebel (also die Nabenhöhe) kann man das ja umrechnen. D.h. doppelte Hebellänge, bei const. F, ergibt doppeltes Drehmoment D. Das gesamte D müsste, wie schon gesagt, Meter für Meter ermittelt werden oder eben mittels Integral. Stimmt das- ihr Masch.bauer- die ihr Euch hier nicht heran traut?
Nur Mut !
Es muss nicht perfekt gelöst werden, sondern Gedankengänge sind gefragt!
Im Einzelnen:
Grundfläche des Hochhauses sei 25m * 25m.
- Luftwiderstand Fl einer Teilfläche des Wolkenkratzers:
Annahme: Wir betrachten den obersten Teil, wo ja das größte Drehmoment sich ergibt und nehmen für extreme Fälle 200 km/h (55,55m/s) an u. nehmen die Höhe von 80- 140 m! Fläche A ist dann 25m x (140-80) = 1500 m²; - Kraft F Luft auf den W.kratzer: Fl = 1/2 Cw * p * v² * A
Mit wieviel Kraft Fl versucht der Wind, das Gebäude umzulegen?
* Jeder sieht schon, dass da ein Integral von Null bis 140m angesetzt werden müsste oder numerisch z.B. meterweise integriert werden müsste.
* Jedoch vorher brauchen wir die Kraft in Höhe Nabe!
[Aus einer Tabelle gilt, für senkrecht angeströmte Luft auf eine 1m² viereckige Platte von 1m²:
24,7 m/s hat 367 N/m² zur Folge auf die Platte.
Hieraus extrapoliert, sage ich: Für 200 km/h (55,55m/s) ergibt sich,
(55,55/24,7)² * 367 N auf die Platte = 1856,2663 N/ m2.
Für A= 1500 m2 = 2784,399* 10^2= 278439,9 N entspr. 278,4 kN enspr.27,4 Tonnen (nur zur Vorstellung, statt korrekterweise 274kN);
Nun- ran ihr Maschinenbauer!
Erst mal ein „Gott zum Gruße“
Resultat eines guten Denkers hier: Der sagte: da die Leistung des Rotors 6 MW (6000 kW)ist, könne man die 6000 kW als Drehmoment in 6000 kNm zu sehen.
Besonders angesichts deiner Vita ist das nicht „gut gedacht“. Dir dürfte der Zusammenhang zwischen Drehmoment, Drehzahl und Leistung bekannt sein.
Sein Resultat: ca. 50 Tonnen horizontal wirkend, also 500 kN.
Nun, je nachdem, wie lange der Hebel (also die Nabenhöhe) kann
man das ja umrechnen. D.h. doppelte Hebellänge, bei const. F,
ergibt doppeltes Drehmoment D. Das gesamte D müsste, wie
schon gesagt, Meter für Meter ermittelt werden oder eben
mittels Integral. Stimmt das- ihr Masch.bauer- die ihr Euch
hier nicht heran traut?
Wie du schon selber feststellst : Das Moment einer Flächenlast (z.B. durch Druckbelastung) wird durch Integration ermittelt. Der Rechengang gehört zum Grundlagenwissen eines Ingenieurs, egal welcher Fachrichtung. Kennst du also.
* Jedoch vorher brauchen wir die Kraft in Höhe Nabe!
Frag doch mal am besten direkt bei einer Firma an, die Windräder baut. Wenn du höflich und interessiert fragst, sagt man dir bestimmt, in welcher Größenordnung die Kraft sich bewegt.
Gruß
Karl
Hallo,
Ich antworte mir mal selbst!
Na, das ist ja schon mal was.
Jetzt mußt Du nur noch gegen Dich selbst Schach spielen lernen.
Gruß.
Manni
Hi…
- Die Befestigung ist überhaupt kein Problem- auf der
Terrasse anzuschrauben zuzügl. weiterer Maßnahmen, deshalb auch nicht die
Frage.
Dann will ich das nicht weiter kommentieren.
- Du übertreibst erheblich mit dem eventuellen Eiswurf.
- Bei 5500 Verkehrstoten hat niemand Sichehreitsbedenken, nur
bei Windrotoren- die 0,5 Vögel/ Jahr erschlagen- jede Katz
frisst mehr Vögel; Man staune über solche
Voreingenommenheiten!
Ach komm, bleib sachlich.
An der Sicherheit im Straßenverkehr wird stetig gearbeitet, mit statistisch nachweisbarem Erfolg.
Ob WKA jährlich 1, 10 oder 10000 Vögel töten, interessiert kaum jemanden. Wenn allerdings eine solche Vogelleiche oder ein Eisklumpen direkt oder indirekt einen Menschen tötet, ist das Geschrei groß - die betreffende Innenstadt-WKA wird wahrscheinlich stillgelegt. Dieses zusätzliche Risiko, auch wenn es gering sein mag, muss durch einen zusätzlichen Nutzen aufgewogen werden, sonst findet sich kein Investor. Solange es genug unbewohnte Flächen gibt, sehe ich diesen zusätzlichen Nutzen nicht.
- Woher hast Du die 10^8 Nm? Hast Du einen Faktor davor?
Ja, ich habe großzügig abgerundet.
Ein Haus, 25 m breit, 140 m hoch. Der ungünstigste Fall dürfte Windrichtung senkrecht zu einer Fassade sein, d.h. Windangriffsfläche 3500 m². cw-Wert des Gebäudes angenommen 1.0, Luftdichte 1.2 kg/m³
F=\frac{\rho c_w A v^2}{2}=\frac{1,2 kg/m^3 \cdot 3500 m^2 \cdot (55,5 m/s)^2}{2}=6470 kN
Diese Kraft greift auf halber Gebäudehöhe an, ergibt ein Drehmoment von etwa 4,5 * 108 Nm. Nachdem die Windgeschwindigkeit in Bodennähe geringer ist, fällt auch die Kraft geringer aus, daher „in der Größenordnung von 108 Nm“.
genumi
Der Dr. Karl enttäuscht mich ja schon! So Allgemeinplätze zu verkünden (Integral sei Grundausbildung…bla,bla.); dann schreib doch einfach das richtige Integral hierzu hin! Ich helf dir mal anders: es gibt bei den Triebwerks-Leuten eine empirische Formel- von Schub auf Leistung zu kommen:
Bin ich nicht großzügig zu Dir, Dr. Karl?
* Vorweg: Der andere Kluge kam mit seiner Überlegung [6000 kW = 6000 kNm/sec] auf ca. 50 Tonnen oder 500 kN horizontale Kraft auf die Nabe! Nun hat leider der KFZ- Doktor Karl nicht gemerkt, wo hier des Pudels Kern liegt- u. weshalb dies also nicht ganz korekt ist!
Das ist also noch nicht die Lösung! Aber immerhin!
* Und was trägt der promovierte KFZ-Wissenschaftler, der tägl. mit Drehmomenten (D) zu tun hatte, bei? Bislang nichts! Er schafft es nicht, von D [kNm] auf Leistung P [kW oder MW] zu kommen.
Beispiel: Flugreisegeschw. sei 600 km/h (166,6 m/s), der Schub 120 kN; P= 166,6 m/s * 120 kN = 19999,2 kW oder 20 MW;
Es ist allerdings gefährlich, die Formel von so hohen Geschwindigkeiten auf übliche Windgeschw. von 43 km/h (Nennleistung) bzw. 200 km/ h anzuwenden! Vorsicht ist geboten!
Dr. No.
Oh yes- so ist es - ich muss angesichts der Dilett… ohnehin meine eigenen Fragen lösen! Und- ja, mangels adäguater Mitspieler selber gegen mich spielen. Absurde Welt…-
.
- Die Befestigung ist überhaupt kein Problem- auf der Terrasse anzu-
schrauben u. mit anderen Maßnahmen, deshalb auch nicht die Frage. Der runde Turm so einer WKA hat einen Durchmesser von 15m. Die Kantenlänge des Quaders ist 25x25m (steht doch oben); - Es geht sowieso nicht um so einen ineffektiven Darrieus…, ich abreite nur mit Horizontal-Achsen-WKA! Deine Eiswurf-Sorge wäre unsinnig- die „Flügel“ stehen beim Dar…zu 90% fast senkrecht, das Eis gleitet schnell ab u. er dreht langsam; (kaum Fliehkraft);
- Bei 5500 Verkehrstoten hattest Du noch nie Sicherheitsbedenken hier. Noch nie hat ein Eiswurf einer WKA einem Menschen was getan u. keiner Kuh; Von jedem Haus in der Stadt fallen mehr Eisstücke u. man stellt bei Tauwetter Latten auf am Gehsteig. Sollen wir aus lauter Sicherheitswahn nichts mehr konstruieren? Sollen wir das das ungeheuer große
* DEUTSCHE LANDWIND-POTENTIAL 50 % (300 Mrd. kWh) und das
* SEEWIND-POTENTIAL (Errechnet von der Uni Kassel) über 50% (318 Mrd. kWh/a ist)= gesamt mindestens 100%, d.h. 600 Mrd. kWh/annum nicht verwenden? - Man vergleiche Windkraft | Solarstrom:
Co2- Emission: 8 gCO2/ kWh | 334 gCO2/ kWh
Erzeugungskosten von 1 kWh: 2,6-3,6Cent/kWh | 43 bis 52 Cent/kWh
Invest.kosten je installierte kW: 1200-1500 Euro | 3500 Euro
Stanford Results aus der Messung im Jahre 2006 mittels fast 8000 Messstellen weltweit incl. dt. Wetterdienst:
Zitat: „Wenn man lediglich an leicht zugänglichen Stellen WKA aufstellt, erhält man das 40- fache des Weltstromverbauches von 2006“. Wie anders will man 23 % Atomstrom und 47 % Kohlestrom ersetzen+ 30% Strom zum Laden von Millionen E-cars? Nur mit Wind ist dies spottbillig u. sauberst zu machen. Windige Grüße an die intelligenten Ökologen (=Windfreunde!) Euer Eco-Ing.
Dein Ansatz ( Fgesamt eff. wirkend (mathematisch) auf halber Höhe ist korrekt. All right! Aber:
Völlig unwahr ist Deine Verdrehung, der Darrieus Rotor, auf dem besagten Rathaus [Der ja gar keiner ist] würde wegen Sicherheitsbedenken abgebaut.
a) Der dreht sich doch nie !
b) Er ist am ehesten ein Savonius Rotor !
Wo soll da schon Eis hingeschleudert werden?
Du bist insgeheim ein versteckter WKA- Gegner - schon ertappt!
Wer mit solchen Spitzfindigkeiten kommt…; und dabei die super Parameter ausser acht lässt, die Stromerzeugung aus Wind hat,
der kann kein Wissenschaftler sein; höchstens ein Hyper-Ästhetiker-
über alle naturwisss. Vernunft hinweg;
* Denn die nationale, saubere, unsere Lungen schonende Stromversorgung aus Wind muss absoluten Vorrang haben.
* Zuletzt, auch noch für unseren Geldbeutel; Jene WKA, die es seit Feb. 2008 gibt, Rotordurchmesser 126m, erzeugen seit Feb. 2008 mit Abstand am billigsten Strom zu 2,6-3,6 Cent/kWh. D.h., billiger, als die gelogenen 2,6 Cent/kWh der AKW.
MOD: Abgeschlossen
Du versuchst auch weiterhin die User nieder zu machen ohne wirklich an einer Lösung interessiert zu sein.
Gruß
Holger [MOD Tremonia]