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Warum haben Windräder immer drei Flügel?

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Wäre es technisch nicht einfacher, Windräder mit mehr, dafür aber kürzeren und vielleicht breiteren Flügeln zu bauen?

Bei Windrädern ist natürlich die Frage: Wie viel Flügel sind optimal? Ich habe mir das ausführlicher erklären lassen von Professor Thomas Große Böckmann, Energietechniker an der Universität Bochum. Der sagt: „Die Fläche des Windrads wäre völlig ausgefüllt mit lauter Flügeln. Das heißt, es käme gar kein Wind mehr durch. Das wäre sicher nicht so optimal, denn dann könnte sich das Windrad gar nicht mehr drehen, wenn das ganze Windrad voll mit Flügeln wäre."

Aber sie werden ja schräg gestellt, wie man das bei den Kinderspielrädern hat.

Genau. Die andere Möglichkeit sind Windräder mit nur einem einzigen Flügel. Das hätte dann zur Folge, dass sich das Rad schneller dreht und dabei die Energie auch fast vollständig ausschöpft. Das Problem ist nur, dass diese Windräder mit nur einem Flügel sehr instabil sind. Wenn Sie sich vorstellen, da hängt an einer Seite ein Flügel und der dreht sich dann durch, das ist für die Stabilität der Drehung nicht so besonders gut.

Drei Flügel sind im Grunde der bestmögliche Kompromiss. Denn wenn Sie viele, auch schräg gestellte Blätter haben, ist es natürlich ein wahnsinniger Materialverbrauch, der da zu Buche schlägt. Das heißt, diese drei Flügel – man will ja mit möglichst wenig Material auskommen, während das Rad einigermaßen stabil läuft – ist im Grunde ein Kompromiss aus bestmöglicher Ausnutzung der Windenergie einerseits und trotzdem möglichst wenig Materialverbrauch und viel Stabilität.

Warum nicht vier? Warum ausgerechnet drei?

Bei vier Flügeln würden sich zwei Flügel gegenüber stehen. Da muss man sich vorstellen, jetzt dreht sich so ein Windrad und das dreht sich ja vor einem Turm. Und wenn nun dieser eine senkrechte Flügel plötzlich vor dem Turm dreht, dann kriegt er plötzlich keinen Wind mehr. Und wenn das unten auch noch passiert, dann auch nicht. Dann entsteht plötzlich eine Unwucht.

Bei dreiflügligen Windrädern sind auf beiden Seiten zwei Flügel, die das wieder ausgleichen können. Und bei vieren wäre es so, da wären gleich zwei Flügel, die plötzlich keinen Wind mehr kriegen. Und das würde dann eine ziemliche Instabilität bringen. Genau genommen ist es also der Punkt mit dem Turm, warum man auf jeden Fall auf eine ungerade Zahl von Flügeln setzt.

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Das hat sich einfach so ergeben. Es hat also nichts mit der „Hauptwindrichtung“ zu tun. Wäre das so, könnte man das Windrad ja einfach andersherum aufstellen und linksherum drehen lassen. Von Gábor Paál  mehr...