Darrieus-Rotorthumb|Darrieus-Rotor Der Darrieus-Rotor ist eine Bauart schnelllaufender Windturbinen mit vertikaler Rotationsachse. GeschichteSie wurde voem Franzosen George Darrieus erfunden und 1931 in den USA patentiert. Wegen seines Aussehens wird der Rotor scherzhaft auch egg-beater, zu deutsch: Schneebesen genannt. Die Rotorblätter sind am oberen und unteren Ende an der Achse befestigt und ragen bogenförmig nach außen. Die Bogenform der Rotorblätter folgt einer Kettenlinie, damit sie sich unter der Zentrifugalkraft im Betrieb keinem Biegemoment ausgesetzt sind.In Kanada wurden in den 1980er Jahren mehrere Darrieus-Wind-Diesel-Inselsysteme im Leistungsbereich von etwa 250 kW erprobt. In den Tehachapi-Bergen wurde ein Darrieus-Windpark mit Anlagen vom Hersteller Flowman (USA) installiert. (Bild in der Literatur von 1986) Im Windpark Herolstatt wurde eine Anlage von Flender/DORNIER errichtet. Sie hat einen Durchmesser von 15 m, eine Masthöhe von 25 m und eine Leistung von etwa 55 kW bei 11,5 m/s Windgeschwindigkeit. Die mittlere Windgeschwindigeit auf Höhe der Rotormitte liegt bei nur 4,1 m/s. Daher liegt der Jahresertrag nur bei etwa 24.500 kWh. Speziell in England, den USA und Deutschland wurde versucht den H-Anlagentyp kommerziell verwendbar zu entwickeln. So wurde beispielsweise bis Anfang der 1990er Jahre von einem deutschen Hersteller Anlagen mit direkt in die Rotorstruktur integrierten getriebelosen Generator entwickelt. Da sie jedoch wirtschaftlich nicht mit modernen dreiblättrigen Horizontachsenanlagen konkurrieren konnten wurde die Weiterentwicklung aufgegeben. WirkungsweiseDer Drehimpuls entsteht durch aerodynamischen Auftrieb. Die Blätter haben ein symmetrisches Profil. Das Profil hat gegenüber der Umlaufbahn den Anstellwinkel Null. Ein Anstellwinkel größer Null und damit Auftrieb ergibt sich gegenüber der resultierenden Windgeschwindigkeit. Ein- und zweiblättrige Rotoren erreichen während des Umlaufes zwei Stellungen, an denen das Drehmoment geringfügig entgegen der Drehrichtung verläuft. Daher können diese Rotoren nicht selbstständig anlaufen. Erst der dreiblättige Rotor weist immer ein postives Drehmoment auf.thumb|H-Darrieus-Rotor Eine Bauform des Darrieus-Rotors ist der H-Darrieus-Rotor, der ihm im aerodynamischen Prinzip gleicht, aber gerade anstatt bogenförmiger Blätter hat. Es wurden auch Anlagen dieses Typs mit verstellbaren Flächen zur Leistungsregelung erprobt, jedoch rentiert sich der konstruktive Aufwand nicht. Die aerodynamischen Flächen beim H-Darrieus müssen stabiler sein als bei gebogener Ausführung, da sie keine Längskräfte aufnehmen und sich durch die Fliehkraft nicht verformen sollen. Vorteile des Darrieus-Konverters als Vertikalachsenturbine sind, dass er nicht in die Windrichtung gedreht werden muss und dass der Generator am Boden untergebracht werden kann. Als Rotorblätter können bei nicht allzu großen Anlagen Strangpressprofile verwendet werden, die sich als Meterware fertigen lassen. Trotzdem bleib die Blattgeometrie insgesamt sehr anspruchsvoll. Nachteilig ist dagegen, dass der Darrieus-Rotor nicht von selbst anläuft und gestartet werden muss. Dies kann durch zusätzliche kleinere Savonius-Rotoren auf der Rotorachse geschehen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass sich die Drehzahl bzw. die Leistungsabgabe dieses Konverters nicht mit vertretbarem Aufwand durch Verstellen der Rotorblätter regeln lässt. GrenzenWährend moderne zweiflügelige Horizontalachsen-Rotoren bis zu 45 Prozent der im Wind enthaltenen Energie aufnehmen können, ist der Leistungsbeiwert des Darrieus-Rotors auf etwa 40 Prozent begrenzt. Als Schnellläufer mit einer Schnelllaufzahl von etwa fünf hat der Darrieus-Rotor aber einen besseren Wirkungsgrad als der ebenfalls vertikalachsige Savonius-Rotor. Der Darrieus-Rotor läuft selbständig an, wenn der Einstellwinkel 6° beträgt. Die Baumasse und die Baukosten sind um etwa ein Drittel höher als bei modenernen WEAn. Hauptgrund ist die geringe Schnelllaufzahl und die daraus resultierende massivere Bauart des Rotors, da die Leistung mit einem höheren Drehmoment erzeugt werden muss. Horizontalachsen-Rotoren können durch ihren Turm auch den konstanteren und stärkeren Wind in höheren Luftschichten nutzen.Insgesamt ist die Entwicklung noch nicht so weit forgeschritten wie bei Horizontalachsenrotoren, so dass dem Darrieus-Rotor noch Entwicklungspotential zugeschrieben wird. Literatur
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