Zum andern werden Strömungslinien stets abgelenkt zur schnelleren Strömung hin. Teile der langsameren Strömung werden in der schnelleren aufgenommen. Wind zieht darum Wind an.
Zum andern werden Strömungslinien stets abgelenkt zur schnelleren Strömung hin. Teile der langsameren Strömung werden in der schnelleren aufgenommen. Wind zieht darum Wind an.
Wie die Ausbreitung von Druck ist auch diese ´Sogwirkung´ unmittelbar und weitreichend. Zudem entstehen damit geordnete Strömungen relativ hoher Dichte.
Eine dritte Möglichkeit der Beschleunigung von Strömung ist durch Reduzierung des Querschnitts gegeben. Das ist bekannt durch Windverhältnisse in Meerengen oder alltägliche Erscheinung zwischen Hochhäusern.
All diese Möglichkeiten sollten bei der Konzeption von Windkraftanlagen genutzt werden, um schlicht und einfach ´mehr Wind´ zu produzieren.
Dieses Bild stellt eine kleine Windkraftanlage in ´Fischform´ dar. Das Bild unten zeigt Details dazu, links im Querschnitt, rechts die Sicht von hinten.
Fisch-KonzeptionZum zweiten ist dieser Körper umgeben von einem Ring, durch Stege zwischen Körper und Ring gehaltert, also ebenso feststehend. Dieser Ring ist hier in den Zeichnungen blau dargestellt.
Die Konturen von Körper und Ring sind so gestaltet, dass zwischen beiden ein düsenförmig sich verjüngender Raum gegeben ist. Zum andern ist die Außenfläche des Rings eine gekrümmte Fläche, der Querschnitt des Rings stellt also ein Tragflächenprofil dar.
Der drehende Rotor mit den Flügeln ist hier in den Zeichnungen rot dargestellt. Strömungslinien bzw. die Fläche des Windes sind hier grün gezeichnet.
Der im Zentrum anstehende Wind wird vorn am Körper zunächst nach außen gelenkt. Diese ´Druckwelle´ geht dem System nicht verloren (wie üblicherweise die Energie einer ´Bugwelle´), sondern wird an der Innenseite des Ringes reflektiert. Unstrittig wird am Ende der ´Düse´ eine wesentlich schnellere Windgeschwindigkeit gegeben sein (wobei die optimalen Krümmungen und Abstände experimentell zu ermitteln sind).
Zweifelsfrei wird auch an der Außenseite des Rings aufgrund seines Profils ähnlich einer (rundum gebogenen) Tragfläche die Strömung wesentlich beschleunigt und entlang der Krümmung nach innen gelenkt.
Ebenso klar ist, dass die achterliche Verjüngung des Körpers einen Sogbereich darstellt, in welchen Strömung hinein fällt (wobei die Molekular-Geschwindigkeit stets zur Beschleunigung beiträgt).
Mehrfache Beschleunigung
1. wird der anstehende Wind in der ringförmigen Düse wesentlich beschleunigt,
2. fällt diese Luft in den Sogbereich der achterlichen Verjüngung des Körpers, wobei dieser Sog zurück bis zum ´Bug´ des Körpers und weiter zurück wirkt,
3. bewirkt das Tragflächenprofil des Ringes ebenfalls einen Sogbereich, womit die Luft außerhalb des Ringes beschleunigt wird, und wobei dieser Sog ebenfalls weit zurück wirkt,
4. wird diese äußere Strömung hin gezogen zur schnelleren Strömung nahe der Körperverjüngung,
5. nicht zuletzt wirken diese beschleunigten Strömungen saugend auf die Windströmung weit außerhalb und weit zurück, womit der anstehende Wind konzentriert und beschleunigt wird.
Der ´künstlich´ durch ein so konzipiertes ´Hindernis´ erzeugte Wind zieht Wind an aus der Umgebung. Auf die vom Flügel bestrichene Fläche wird damit die Windenergie eines sehr viel größeren Bereiches konzentriert, hier z.B. wird die Windenergie einer um 80 % größeren Fläche nutzbar. Zudem ist dieser Wind wesentlich schneller und massiver, weil diese Strömungen geordnet sind und hohe Dichte aufweisen.
Potential
Nachteilig an dieser Konzeption ist lediglich der massige ´Rumpf´, z.B. bei Starkwind, so dass sie vorwiegend für dezentrale Anlagen in relativ kleinerer Ausführung interessant ist (für die jedoch ein enormer Bedarf vorhanden ist).
Diese Konzeption ist aber sehr gut übertragbar auf sehr kleine Wasserkraftanlagen, bei welchen nur Strömung auf einer kurzen Distanz verfügbar ist oder aber zur Nutzung von Meeresströmungen.
Darüber hinaus kann dieses Prinzip ´künstlicher-Wind-durch-Sog´ bzw. der Beschleunigung von Strömung in vielen weiteren Anwendungen eingesetzt werden (siehe Fluid-Technologie).
Evert, 20.11.1999