Bundesverband WindEnergie e.V.

Kapitel 4

Die Schnelllaufzahl

Die Schnelllaufzahl einer Windkraftanlage ist ein sehr wichtiges Merkmal um die Maschine zu charakterisieren.

Die Schnelllaufzahl ist gleich die Blattspitzengeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) geteilt durch die Windgeschwindigkeit (weit vor dem Rotor).

Je länger die Blätter und je schneller die Rotordrehzahl, desto größer die Schnelllaufzahl bei gleicher Windgeschwindigkeit.

Wir klassifizieren die Windkraftanlagen in zwei Gruppen: Langsamläufer und Schnellläufer:

Langsamläufer:

Langsamläufer haben ein Auslegungsschnelllaufzahl von maximal 2,5.

Alle Widerstandsläufer haben eine Schnelllaufzahl niedriger als 1 und sind Langsamläufer.

Auftriebsläufer mit einer Schnelllaufzahl von 1 bis 2,5 sind auch Langsamläufer. In dieser Kategorie finden wir die Westernmills und Windpumpen mit einer Schnelllaufzahl von ca. 1; Bockwindmühle und Holländerwindmühle mit einer Schnelllaufzahl von 2.

Schnellläufer:

Schnellläufer sind Auftriebsläufer mit einer Schnelllaufzahl von 2,5 bis 15. In dieser Kategorie finden wir alle Strom erzeugende Windkraftanlagen mit einem bis drei Rotorblätter.

Die Schnelllaufzahl beeinflusst stark die Bauart und Bauform einer Windkraftanlage, wie zum Beispiel:

die Rotordrehzahl: für eine bestimmte Blattlänge, je größer die Schnelllaufzahl ist, desto schneller die Rotordrehzahl. Einblatt-Anlagen, mit einer sehr hohen Schnelllaufzahl, laufen viel schneller als eine Dreiblattanlage. Anzumerken ist, dass Windpumpen meistens Langsamläufer sind, sich allerdings ziemlich schnell drehen. Da der Rotordurchmesser relativ klein und die Umlaufgeschwindigkeit relativ niedrig ist, sind auch sie Langsamläufer. der Anzahl der Rotorblätter: Westernmills benötigen wegen ihrer niedrigen Schnelllaufzahl (ca. 1) eine hohe Flächenbelegung der Rotorkreisfläche, und sind mit 20 bis 30 Blättern gebaut. Hollandmühlen mit einer Schnelllaufzahl von 2 haben nur 4 Blätter. Stromerzeugende Windkraftanlagen mit drei Blätter haben ein Schnelllaufzahl von ca. 6, bis auf Einblatt-Maschinen, die eine Schnelllaufzahl von 12 haben. (Siehe auch: Anzahl der Blättern)

das Blattprofil: Schnellläuferblätter sind schlank und dünn, weil die relative Luftgeschwindigkeit an den Blättern sehr hoch ist (Siehe auch Blattprofil).

der Leistungsbeiwert cP der Maschine: die Schnellläufer haben deutlich bessere Wirkungsgrade als ein Langsamläufer wegen niedrigerer Drallverluste. Der maximale Leitungsbeiwert cP,max beträgt für einen Langsamläufer ca. 0,3 bis 0,35 und für einen Schnellläufer ca. 0,45 bis 0,55.