Environmental Engineering Reference
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E-Werke und der ersten lokalen Stromnetze. Der erste Mensch, der eine Windmühle zur
Stromerzeugung nutzte, war James Blyth, Professor am Anderson College in Glasgow. Seine
1887 gebaute 10m hohe Windkraftanlage, deren Flügel mit Segeltuch bespannt waren, nutzte
er, um in seinem Ferienhaus die Akkus der Beleuchtung aufzuladen.
1888 konstruierte Charles Brush, der Besitzer eines Maschinenbauunternehmens, an seinem
Haus in Cleveland, Ohio (USA), eine 12-kW-Windkraftanlage mit einem Durchmesser von
17m. Im Vergleich zu ihrer Nennleistung hatte die Anlage einen sehr großen Durchmesser.
Der Rotorbereich wurde vollständig durch die 144 schmalen Rotorblätter abgedeckt, weshalb
die Drehzahl niedrig war. Daraus ergab sich ein sehr großes Übersetzungsverhältnis von der
Rotorwelle zum Generator. Die Leistungsabgabe wurde durch einen sogenannten „eklipti-
schen Regler“ automatisch geregelt. Der Rotor wurde dem zunehmenden Wind durch eine
Windfahne, die senkrecht zum Hauptflügelrad positioniert war, aus dem Wind gedreht, wäh-
rend das Hauptflügelrad an einem Schräggelenk befestigt war. Das Bild aus dem
Scientific
American
vom 20. Dezember 1890 (siehe Bild
1.15)
zeigt viele Merkmale der Anlage.
„Dynamo“ war der ursprüngliche Name für den Gleichstromgenerator. Ihm gegenüber
steht der Wechselstromgenerator, der über einen Schleifring oder einen Rotormagnet
Wechselstrom erzeugt. Das erste betriebsfähige, öffentliche E-Werk wurde 1880 in New
York gebaut. Es bestand hauptsächlich aus Dynamos und betrieb Bogenlampen in einem 2
Meilen langen Stromkreis. Es gab einen harten Wettkampf zwischen den Befürwortern der
Gleichstromsysteme unter der Führung des amerikanischen Erfinders Thomas Alva Edison
und den Befürwortern der Wechselstromsysteme unter der Führung des amerikanischen
Industriellen George Westinghouse. Gleichstrom hatte den Vorteil, dass der Strom in elek-
trochemischen Batterien gespeichert werden konnte. ImGegensatz dazuwar der große Vor-
teil des Wechselstroms, dass die Spannung leicht in einen höheren Spannungspegel umge-
wandelt werden konnte, um Übertragungsverluste zu reduzieren und dann beim elektri-
schen Verbraucher wieder zurück auf einen niedrigeren Spannungspegel gebracht werden
konnte. Am Ende gewannen die Wechselstromsysteme den Wettkampf.
Windkraftanlagen wurden auch verwendet, um an Bord von Schiffen Strom zu erzeugen. Die
Anlagen wurden an Deck aufgebaut und trieben per Riemenübersetzung einen Dynamo an.
Mit dem Strom wurden dann Batterien an Bord aufgeladen. Die Rotoren besaßen mit Segel-
tuch bespannte Flügel. Zwei Beispiele hierfür sind die
Fram
, das Schiff, mit dem Fridtjof Nan-
sen 1888 in die Antarktis segelte, und die
Chance
aus Neuseeland (siehe Bild
1.16)
.
1891 konstruierte Professor Poul la Cour in Askov, Dänemark, seine erste Windkraftanlage,
um Strom zu erzeugen, den er für verschiedene Anwendungen verwendete. Er schloss seine
Windkraftanlage, die vier ferngesteuerte Jalousieflügel besaß, an zwei 9-kW-Dynamos an. Mit
dem erzeugten Strom wurden für die Askov Folk High School Batterien aufgeladen und durch
die Elektrolyse von Wasser Wasserstoff gewonnen, mit dem Gaslampen betrieben wurden. La
Cours Entwürfe basierten auf Windkanalmessungen an seiner Schule (siehe Bild
1.17)
.
Die Jalousieflügel, die Poul la Cour verwendete (siehe Bild
1.17)
, wurden 1772 von AndrewMei-
kle in Großbritannien erfunden und angewendet. Meikle ersetzte das Segeltuch durch recht-
eckige Lamellen. Die Lamellen öffneten sich bei Windböen gegen die Kraft von Stahlfedern
automatisch. Dies war die erste Möglichkeit der automatischen Regelung, welche den Beruf
