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Eine Windkraftanlage nutzt die Luftströmung die durch Temperaturunterschiede in der Atmosphäre hervorgerufen werden. Die Temperaturunterschiede werden z.B. durch unterschiedliche Sonneneinstrahlung in den Polregionen und am Äquator, unterschiedliche Absorptionsvermögen von Landmassen und Meer, Tag und Nacht usw. hervorgerufen. Eine Windkraftanlage nutzt also letztlich Sonnenenergie. Dies kann man auch überall so lesen. Mir stellen sich nun folgende Fragen:
Da die großräumigen Luftströmungen durch die Corioliskraft abgelenkt werden, ergibt sich z.B in unseren Breiten hauptsächlich Westwind. Die Corioliskraft ist eine „Scheinkraft“ die durch die Erdrotation hervorgerufen wird. Somit müsste im Westwind nicht nur Sonnenenergie enthalten sein, sondern auch Drehimpuls aus der Erdrotation? Wie groß ist der Anteil der Sonnenenergie und dem Drehimpuls im Wind in unseren Breiten und global gesehen? Wie groß ist der Verlust an Drehimpuls durch die natürliche Luftreibung an der Erdoberfläche? Kommt es durch die Nutzung der Windkraft zu einem zusätzlichen Verlust an Drehimpuls oder nutzt die Windkraftanlage nur Drehimpuls der durch die natürliche Reibung sowieso verloren wäre?
Stellungnahme der Redaktion
Herrn Hubers Analyse ist richtig. Die Antwort auf seine abschließende Frage lautet, dass die Windkraftanlage tatsächlich nur Drehimpuls nutzt, der durch die natürliche Reibung sowieso verloren gegangen wäre.
Die Fragen nach der Größenordnung der beteiligten Energien, Drehimpulse und Reibungskräfte geben wir hiermit ich an die Lesergemeinde zurück: Die Westwindzone ist größenordnungsmäßig 30000 km lang, größenordnungsmäßig 2000 km breit und umfasst präzise 1kg Luft pro Quadratzentimeter. Diese bewegt sich im Mittel mit 10 km/h, und sie würde in größenordnungsmäßig einem Monat zum Stillstand kommen, wenn sie nicht ständig angetrieben würde. Aus diesen Angaben lässt sich mit ganz wenig Physik alles ausrechnen.
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Windkraftnutzung und Erdrotation
18.11.2011, Martin Huber, OppenauDa die großräumigen Luftströmungen durch die Corioliskraft abgelenkt werden, ergibt sich z.B in unseren Breiten hauptsächlich Westwind. Die Corioliskraft ist eine „Scheinkraft“ die durch die Erdrotation hervorgerufen wird. Somit müsste im Westwind nicht nur Sonnenenergie enthalten sein, sondern auch Drehimpuls aus der Erdrotation? Wie groß ist der Anteil der Sonnenenergie und dem Drehimpuls im Wind in unseren Breiten und global gesehen? Wie groß ist der Verlust an Drehimpuls durch die natürliche Luftreibung an der Erdoberfläche? Kommt es durch die Nutzung der Windkraft zu einem zusätzlichen Verlust an Drehimpuls oder nutzt die Windkraftanlage nur Drehimpuls der durch die natürliche Reibung sowieso verloren wäre?
Herrn Hubers Analyse ist richtig. Die Antwort auf seine abschließende Frage lautet, dass die Windkraftanlage tatsächlich nur Drehimpuls nutzt, der durch die natürliche Reibung sowieso verloren gegangen wäre.
Die Fragen nach der Größenordnung der beteiligten Energien, Drehimpulse und Reibungskräfte geben wir hiermit ich an die Lesergemeinde zurück: Die Westwindzone ist größenordnungsmäßig 30000 km lang, größenordnungsmäßig 2000 km breit und umfasst präzise 1kg Luft pro Quadratzentimeter. Diese bewegt sich im Mittel mit 10 km/h, und sie würde in größenordnungsmäßig einem Monat zum Stillstand kommen, wenn sie nicht ständig angetrieben würde. Aus diesen Angaben lässt sich mit ganz wenig Physik alles ausrechnen.
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