Grundlagen der Windenergie: Online-Quiz für Forschung und Entwicklung

Question 1

Das Betzsche Gesetz ist ein grundlegendes Prinzip in der Windindustrie. Erklären Sie, was dieses Gesetz besagt.

Accepted Answer

Das Betzsche Gesetz legt die theoretisch maximal mögliche Leistung fest, die aus einem Windstrom gewonnen werden kann.

Answer

Das Betzsche Gesetz hilft bei der Vorhersage des Windverhaltens an einem bestimmten Standort.

Answer

Das Betzsche Gesetz unterstützt die Optimierung der Ausrichtung von Windturbinen, um den Energieertrag zu maximieren.

Question 2

Welche Aussage zur Umweltverträglichkeit von Windkraftanlagen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können Auswirkungen auf Vögel und Fledermäuse haben.

Answer

Sie beeinträchtigen die Schönheit der Landschaft.

Answer

Sie sind völlig umweltfreundlich.

Answer

Sie stören das nahe gelegene Ökosystem nicht.

Question 3

Welche physikalische Größe beschreibt den Anteil der vom Wind übertragenen Leistung, die in mechanische Energie umgewandelt werden kann?

Accepted Answer

Leistungsbeiwert (Cp)

Answer

Luftdichte (ρ)

Answer

Reibungskraft (F)

Answer

Windgeschwindigkeit (v)

Question 4

Welche Windgeschwindigkeitsverteilung wird häufig für die Standortwahl von Windkraftanlagen verwendet?

Accepted Answer

Weibull-Verteilung

Answer

Normalverteilung

Answer

Poisson-Verteilung

Question 5

Welche Faktoren beeinflussen die Standortwahl für Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit, Topographie, Netzanbindung, Umweltverträglichkeit

Answer

Bodenbeschaffenheit, Sonneneinstrahlung, Regenmenge

Answer

Lärmbelastung, Schattenwurf, Eingriff in Zugwege

Question 6

Welche Art von Windkraftanlage ist am weitesten verbreitet?

Accepted Answer

Horizontalachser-Windkraftanlage mit drei Rotorblättern

Answer

Vertikalachser-Windkraftanlage mit Savonius-Rotor

Answer

Windkraftanlage mit Darrieus-Rotor

Question 7

Welche Energiequelle ist für die Stromerzeugung durch Windkraftanlagen verantwortlich?

Accepted Answer

Kinetische Energie des Windes

Answer

Chemische Energie des Windes

Answer

Potenzielle Energie des Windes

Answer

Thermische Energie des Windes

Question 8

Wie wird der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage berechnet?

Accepted Answer

(Aerodynamische Leistung / Elektrische Leistung) * 100 %

Answer

(Aerodynamische Leistung + Elektrische Leistung) / 2

Answer

Aerodynamische Leistung / Elektrische Leistung

Answer

(Aerodynamische Leistung - Elektrische Leistung) / 2

Question 9

Welche Vorteile bieten Windkraftanlagen gegenüber fossilen Kraftwerken?

Accepted Answer

Erneuerbare Energiequelle, keine Treibhausgasemissionen, geringere Betriebskosten

Answer

Höhere Energieerträge, längere Lebensdauer, geringere Wartungskosten

Answer

Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen, geringere Investitionskosten, mehr Arbeitsplätze

Question 10

Welche Herausforderungen sind mit der Nutzung von Windenergie verbunden?

Accepted Answer

Intermittenz, Lärmbelastung, Eingriff in Zugwege

Answer

Hohe Investitionskosten, geringe Effizienz, niedrige Energiedichte

Answer

Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, begrenzte Standorte, lange Genehmigungsverfahren

Question 11

Welche Größe beschreibt die kinetische Energie der Luftströmung?

Accepted Answer

Windleistungsdichte

Answer

Windgeschwindigkeit

Answer

Luftdichte

Question 12

Welches ist das wichtigste Kriterium bei der Wahl von Standorten für Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Hohe Windgeschwindigkeiten

Answer

Gute Anbindung an das Stromnetz

Answer

Landschaftliche Attraktivität

Answer

Geringe Lärmbelästigung

Question 13

Was besagt der Betz-Grenzwert?

Accepted Answer

Den maximal theoretisch möglichen Wirkungsgrad eines Windrades

Answer

Die maximale Leistung eines Windrades

Answer

Die minimale Windgeschwindigkeit zur Stromerzeugung

Question 14

Wie wird in Windkraftanlagen Energie erzeugt?

Accepted Answer

Umwandlung der kinetischen Energie der Luftströmung in elektrische Energie

Answer

Nutzung von Solarenergie

Answer

Verbrennung fossiler Brennstoffe

Question 15

Welche Komponente wandelt die Drehbewegung des Rotors in elektrische Energie um?

Accepted Answer

Generator

Answer

Rotorblätter

Answer

Getriebe

Answer

Turm

Question 16

Welche Aufgabe hat ein Getriebe in einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Anpassung der Rotordrehzahl an die Generatordrehzahl

Answer

Lärmreduzierung

Answer

Leistungssteigerung

Question 17

Welche Technologie dient der Wirkungsgradsteigerung von Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Strömungsoptimierte Rotorblätter

Answer

Größere Türme

Answer

Zusätzliche Generatoren

Question 18

Welche Aussage zur Zukunft der Windenergie ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie wird eine wachsende Rolle bei der weltweiten Energieversorgung spielen.

Answer

Sie wird vollständig durch andere erneuerbare Energiequellen ersetzt werden.

Question 19

Welche physikalische Größe beschreibt die Kraft, die der Wind auf eine Fläche ausübt?

Accepted Answer

Auftriebskraft

Answer

Schwerkraft

Answer

Reibungskraft

Answer

Normalkraft

Question 20

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Veränderung der Windgeschwindigkeit über der Erdoberfläche?

Accepted Answer

Oberflächenrauheit

Answer

Luftdruckgradient

Answer

Jahreszeit

Answer

Sonneneinstrahlung

Question 21

Welche wesentlichen Faktoren sind bei der Auswahl eines geeigneten Standortes für Windkraftanlagen zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Windressourcen, Umweltverträglichkeit, Netzanschluss

Answer

Kosten, ästhetische Auswirkungen, lokale Akzeptanz

Answer

Topographie, Bebauung, Schattenwurf

Answer

Bodenbeschaffenheit, Höhenlage, Infrastruktur

Question 22

Welche Technologie wird zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie eingesetzt?

Accepted Answer

Windkraftanlagen

Answer

Wasserturbinen

Answer

Biogasanlagen

Answer

Solarzellen

Question 23

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit

Answer

Anzahl der Rotorblätter

Answer

Rotordurchmesser

Answer

Höhe des Turms

Question 24

Beschreibe den Prozess der Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie in einer Windkraftanlage.

Accepted Answer

Der rotierende Rotor erzeugt Spannung in Generatoren, die in elektrische Energie umgewandelt wird.

Answer

Der Wind wird verbrannt, um Wärme zu erzeugen, die wiederum einen Generator antreibt.

Answer

Der Wind wird komprimiert, um eine Explosion zu erzeugen, die einen Generator antreibt.

Question 25

Wie ist die Verteilung der Windgeschwindigkeit in der Atmosphäre im Allgemeinen?

Accepted Answer

Sie nimmt mit der Höhe über dem Boden zu.

Answer

Sie nimmt mit zunehmendem Abstand vom Äquator ab.

Answer

Sie ist gleichmäßig über die gesamte Atmosphäre verteilt.

Question 26

Welche Kriterien spielen eine entscheidende Rolle bei der Auswahl eines Standorts für Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Durchschnittliche Windgeschwindigkeit und Zugänglichkeit

Answer

Landschaftliche Schönheit

Answer

Vorhandensein von Wäldern

Answer

Nähe zu Wohngebieten

Question 27

Welche Formel beschreibt die Berechnung der Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

P = 0,5 * ρ * A * v³ * C

Answer

P = W / t

Answer

P = m * g * h

Answer

P = I * U

Question 28

Welche Aussage über Windturbinen ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Sie sind völlig geräuschlos.

Answer

Sie haben ein hohes Wirkungsgrad.

Answer

Sie nutzen eine erneuerbare Energiequelle.

Answer

Sie können in abgelegenen Gebieten zur Stromerzeugung eingesetzt werden.

Question 29

Welcher Vorteil ist mit der Errichtung von Windkraftanlagen in einem Windpark verbunden?

Accepted Answer

Geringere Stromgestehungskosten

Answer

Verbesserte Sichtbarkeit

Answer

Erhöhte Windgeschwindigkeiten

Answer

Verringertes Lärmaufkommen

Question 30

Was ist der Zweck der Pitchregelung bei Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Optimierung des Anstellwinkels der Rotorblätter

Answer

Überwachung der Windrichtung

Answer

Regulierung der Spannung im Generator

Answer

Steuerung der Drehzahl der Hauptwelle

Question 31

Welche Funktion hat ein Windmessmast?

Accepted Answer

Messung des Windprofils an einem Standort

Answer

Übertragung von Strom

Answer

Speicherung von Windenergie

Answer

Erzeugung von Wasserstoff

Question 32

Welche Wahrscheinlichkeitsverteilung der Windgeschwindigkeit in Bodennähe ist günstig für Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Weibull-Verteilung mit hohem Formfaktor (k)

Answer

Log-Normalverteilung mit niedriger Standardabweichung

Answer

Normalverteilung mit hohem Mittelwert

Question 33

Welcher Faktor hat den dominierenden Einfluss auf den Energieertrag einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Rotordurchmesser

Answer

Masse der Gondel

Answer

Turmhöhe

Answer

Neigung der Rotorblätter

Question 34

Welche Maßnahme kann die aerodynamische Effizienz einer Windkraftanlage verbessern?

Accepted Answer

Verwendung von Winglets

Answer

Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit

Answer

Verringerung des Rotordurchmessers im Verhältnis zur Turmhöhe

Question 35

Die Leistungskurve einer Windkraftanlage stellt den Zusammenhang dar zwischen

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit und elektrischer Leistung

Answer

Rotationsgeschwindigkeit und mechanischer Leistung

Answer

Turmhöhe und Gesamtleistung

Question 36

Welche Optimierungsmaßnahme kann den Energieertrag von Windparks steigern?

Accepted Answer

Wake-Reduzierungstechniken

Answer

Ausrichtung aller Windkraftanlagen nach Norden

Answer

Erhöhung der Turmhöhe aller Windkraftanlagen

Answer

Reduzierung des Rotordurchmessers aller Windkraftanlagen

Question 37

Windkraftanlagen im Betrieb erzeugen

Accepted Answer

keine Treibhausgase

Answer

keine negativen Auswirkungen auf die Vogelwelt

Answer

erhebliche Lärmbelästigung

Question 38

Welche Technologie dient zur Speicherung überschüssiger Energie aus Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Pumpspeicherkraftwerke

Answer

Kernkraftwerke

Answer

Gasturbinenkraftwerke

Answer

Kohlekraftwerke

Question 39

Ein Trend in der zukünftigen Entwicklung der Windenergie ist

Accepted Answer

steigender Anteil an der globalen Stromerzeugung

Answer

Einschränkung durch begrenzte Windressourcen

Question 40

Welche Faktoren sind bei der Auswahl des optimalen Standorts für eine Windkraftanlage am wichtigsten?

Accepted Answer

Windressource und Netzanbindung

Answer

Baukosten

Answer

Ästhetische Überlegungen

Answer

Akzeptanz in der Bevölkerung

Question 41

Welche Formel beschreibt die Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

P = 1/2 * ρ * A * v³ * Cp

Answer

P = I * U

Answer

P = m * g * h

Answer

P = F * s

Question 42

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Verteilung der Windgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Oberflächenrauheit

Answer

Luftdruck

Answer

Höhenlage

Answer

Temperatur

Question 43

Welches Kriterium ist bei der Standortwahl für Windkraftanlagen am entscheidendsten?

Accepted Answer

Mittlere Windgeschwindigkeit

Answer

Größe der Fläche

Answer

Nächste Siedlung

Answer

Ausrichtung zur Sonne

Question 44

Welche Messgröße wird verwendet, um die Windrichtung zu ermitteln?

Accepted Answer

Windfahne

Answer

Anemometer

Answer

Barometer

Answer

Hygrometer

Question 45

Welche Art von Turbine hat den höchsten Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Horizontalachsenturbine

Answer

Segelturbine

Answer

Darrieusturbine

Answer

Vertikalachsenturbine

Question 46

Was ist der Betz'sche Koeffizient?

Accepted Answer

Maximal erreichbare Energieeffizienz einer Windkraftanlage

Answer

Wirkungsgrad einer Windkraftanlage

Answer

Geschwindigkeit des Windes

Question 47

Welche Komponente einer Windkraftanlage wandelt die Bewegungsenergie des Windes in elektrische Energie um?

Accepted Answer

Generator

Answer

Gondel

Answer

Turm

Answer

Rotor

Question 48

Welches Material wird für die Herstellung von Rotorblättern oft verwendet?

Accepted Answer

Glasfaserverstärkter Kunststoff

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Holz

Question 49

Welche Aussage zur Wahl des Standorts für Windkraftanlagen ist korrekt?

Accepted Answer

Je höher der Standort, desto höher in der Regel die Windgeschwindigkeit.

Answer

Küstenregionen sind immer die windreichsten Standorte.

Answer

Windkraftanlagen sollten ausschließlich in ebenen Gebieten errichtet werden.

Question 50

Welcher Hauptvorteil ist mit Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl verbunden?

Accepted Answer

Optimierte Leistungsausbeute bei wechselnden Windgeschwindigkeiten

Answer

Verlängerte Lebensdauer der Anlage

Answer

Geringere Anschaffungskosten

Question 51

Welche Komponente einer Windkraftanlage ist für die Umwandlung der Rotationsbewegung in elektrische Energie verantwortlich?

Accepted Answer

Generator

Answer

Rotorblätter

Answer

Turm

Answer

Getriebe

Question 52

Welches physikalische Prinzip erklärt die Auftriebskraft, die auf die Rotorblätter einer Windkraftanlage wirkt?

Accepted Answer

Bernoulli-Prinzip

Answer

Gravitationsgesetz

Answer

Magnus-Effekt

Answer

Coriolis-Effekt

Question 53

Welche Maßnahme trägt zur Steigerung der Effizienz einer Windkraftanlage bei?

Accepted Answer

Vergrößerung der Rotorfläche

Answer

Erhöhung des Getriebeübersetzungsverhältnisses

Answer

Verstärkung der Rotorblätter

Answer

Verringerung der Turmhöhe

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten, wie Wind entsteht?

Accepted Answer

Die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne führt zu Temperaturunterschieden, die Luftströmungen, also Wind, erzeugen.

Answer

Die Gravitationskräfte zwischen Erde und Mond erzeugen Wind.

Answer

Die Rotation der Erde um ihre Achse bewirkt die Entstehung von Wind.

Question 55

Welche Kenngröße ist entscheidend für die Beurteilung des Windpotenzials eines Standorts?

Accepted Answer

Die mittlere Windgeschwindigkeit und -richtung, gemessen über einen längeren Zeitraum (z.B. mehrere Jahre), sind die wichtigsten Faktoren für die Beurteilung des Windpotenzials.

Answer

Die Häufigkeit von Stürmen ist zwar relevant für die Konstruktion der Windkraftanlage, aber nicht der wichtigste Faktor für das Windpotenzial.

Answer

Die maximale Windgeschwindigkeit, die jemals an einem Standort gemessen wurde, ist nicht aussagekräftig für das langfristige Windpotenzial.

Question 56

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Energieausbeute einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Die Windgeschwindigkeit ist der entscheidende Faktor, da die Energie, die eine Windkraftanlage erzeugen kann, mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit steigt.

Answer

Die Temperatur hat einen geringeren Einfluss auf die Energieausbeute als die Windgeschwindigkeit.

Answer

Die Luftfeuchtigkeit hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Energieausbeute einer Windkraftanlage.

Answer

Der Luftdruck hat einen relativ geringen Einfluss auf die Energieausbeute einer Windkraftanlage.

Question 57

Warum werden Windkraftanlagen häufig in Windparks zusammengefasst?

Accepted Answer

Durch die Bündelung von Windkraftanlagen in Windparks kann die Gesamteffizienz gesteigert und das Windfeld besser genutzt werden.

Answer

Die Verringerung der Lärmbelästigung durch Bündelung der Schallquellen ist ein positiver Nebeneffekt, aber nicht der Hauptgrund für Windparks.

Answer

Die Windgeschwindigkeit wird durch die Interaktion der Rotoren nicht verstärkt, sondern kann sogar durch den Windschatten der Anlagen verringert werden.

Question 58

Welches Instrument wird zur Messung der Windgeschwindigkeit eingesetzt?

Accepted Answer

Ein Anemometer misst die Windgeschwindigkeit.

Answer

Ein Hygrometer misst die Luftfeuchtigkeit.

Answer

Ein Thermometer misst die Temperatur.

Answer

Ein Barometer misst den Luftdruck.

Question 59

Was ist der Hauptgrund für die zunehmende Bedeutung der Windenergie?

Accepted Answer

Windenergie trägt zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei und ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende, um den Klimawandel zu bekämpfen.

Answer

Die Schaffung von Arbeitsplätzen im Bereich der erneuerbaren Energien ist ein positiver Nebeneffekt, aber nicht der Hauptgrund für die Bedeutung der Windenergie.

Answer

Die Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern ist ein wichtiges Ziel, aber nicht der primäre Grund für die zunehmende Bedeutung der Windenergie.

Question 60

Welche der folgenden Aussagen zur Windgeschwindigkeit beschreibt das Windprofil am besten?

Accepted Answer

Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe über dem Boden zu.

Answer

Die Windgeschwindigkeit ist über dem Boden konstant.

Answer

Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe über dem Boden ab.

Question 61

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Standortwahl für Windkraftanlagen NICHT?

Accepted Answer

Anzahl der Sonnenstunden

Answer

Turbulenz

Answer

Windgeschwindigkeit

Answer

Zugänglichkeit zum Stromnetz

Question 62

Welche der folgenden Aussagen zur Leistung von Windkraftanlagen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Leistung ist proportional zum Quadrat der Windgeschwindigkeit.

Answer

Die Leistung ist proportional zum Würfel der Windgeschwindigkeit.

Answer

Die Leistung ist proportional zur Windgeschwindigkeit.

Question 63

Welcher der folgenden aerodynamischen Effekte ist für den Auftrieb an Windturbinenflügeln verantwortlich?

Accepted Answer

Bernoullis Prinzip

Answer

Newtons drittes Gesetz

Answer

Der Venturi-Effekt

Answer

Das Magnuseffekt

Question 64

Welche der folgenden Maßnahmen kann zur Erhöhung der Energieeffizienz von Windkraftanlagen ergriffen werden?

Accepted Answer

Verwendung von Pitch-Regelung zur Optimierung des Rotorblattwinkels

Answer

Erhöhung der Rotorblattfläche

Answer

Reduzierung der Turbinendrehzahl