Physikalische Grundlagen der Windenergie: Online-Quiz für Weiterbildung

Question 1

Welche Einheit beschreibt die Strömungsgeschwindigkeit in einem Fluid?

Accepted Answer

Meter pro Sekunde (m/s)

Answer

Newton pro Quadratmeter (N/m²)

Answer

Watt pro Quadratmeter (W/m²)

Answer

Joule pro Kilogramm (J/kg)

Question 2

Was versteht man unter Auftrieb?

Accepted Answer

Die nach oben gerichtete Kraft auf ein Objekt in einem Fluid

Answer

Die nach unten gerichtete Kraft auf ein Objekt in einem Fluid

Answer

Die Kraft, die ein Objekt vorwärts bewegt

Answer

Die Kraft, die ein Objekt rückwärts bewegt

Question 3

Welche Größe beschreibt den Widerstand einer Fläche gegen den Wind?

Accepted Answer

Strömungswiderstandskoeffizient

Answer

Auftriebskoeffizient

Answer

Druckbeiwert

Answer

Leistungsbeiwert

Question 4

Was ist die Betz'sche Grenze?

Accepted Answer

Die maximale Leistung, die theoretisch aus dem Wind extrahiert werden kann

Answer

Die minimale Leistung, die aus dem Wind extrahiert werden kann

Answer

Die optimale Rotorgeschwindigkeit einer Windkraftanlage

Answer

Die maximale Rotorfläche einer Windkraftanlage

Question 5

Welche Art von Generator findet in Windkraftanlagen häufig Verwendung?

Accepted Answer

Induktionsgenerator

Answer

Synchronmaschine

Answer

Gleichstromgenerator

Answer

Schrittmotor

Question 6

Nennen Sie einen Nachteil von Windkraftanlagen.

Accepted Answer

Alle genannten Nachteile

Answer

Sie sind eine intermittierende Energiequelle

Answer

Sie beanspruchen große Landflächen

Answer

Sie erzeugen Lärm

Question 7

Welche Kraft wirkt perpendicular zur Rotorfläche eines Windrades, wenn der Wind senkrecht dazu trifft?

Accepted Answer

Normalkraft

Answer

Gravitationskraft

Answer

Schubkraft

Answer

Reibungskraft

Question 8

Welcher Parameter quantifiziert die Effizienz der Umwandlung von Windenergie in mechanische Energie?

Accepted Answer

Leistungsbeiwert (C_P)

Answer

Widerstandsbeiwert (C_D)

Answer

Auftriebsbeiwert (C_A)

Answer

Druckbeiwert (C_P)

Question 9

Welche Windgeschwindigkeit ist für die Nennleistung einer Windkraftanlage relevant?

Accepted Answer

Nennwindgeschwindigkeit

Answer

Spitzengeschwindigkeit

Answer

Schnittwindgeschwindigkeit

Answer

Minimalwindgeschwindigkeit

Question 10

Welche Art von Turbine ist in modernen Windkraftanlagen am weitesten verbreitet?

Accepted Answer

Horizontalachsige Windturbine (HAWT)

Answer

Darrieus-Turbine

Answer

Savonius-Turbine

Answer

Vertikalachsige Windturbine (VAWT)

Question 11

Welches Material wird häufig für die Herstellung von Rotorblättern verwendet?

Accepted Answer

Glasfaser

Answer

Aluminium

Answer

Holz

Answer

Stahl

Question 12

Welcher Faktor ist für die Standortwahl von Windkraftanlagen entscheidend?

Accepted Answer

Mittlere Windgeschwindigkeit

Answer

Anwohnerakzeptanz

Answer

Landschaftsbild

Answer

Bodenbeschaffenheit

Question 13

Welche Technologie wird zur Regulierung der Leistung von Windkraftanlagen eingesetzt?

Accepted Answer

Stallregelung, Pitchregelung, Yawregelung

Answer

Stallregelung

Question 14

Welches Gesetz legt die maximale Leistung fest, die eine Windkraftanlage bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit erzeugen kann?

Accepted Answer

Betz-Gesetz

Answer

Carnot-Gesetz

Answer

Froude-Gesetz

Answer

Newtonsches Gesetz

Question 15

Welche Aussage über den Auftrieb an einem Tragflügel ist korrekt?

Accepted Answer

Der Auftrieb ist proportional zum Quadrat der Anströmgeschwindigkeit.

Answer

Der Auftrieb ist umgekehrt proportional zur Anströmgeschwindigkeit.

Answer

Der Auftrieb ist proportional zur Anströmgeschwindigkeit.

Question 16

Welche dimensionslose Kennzahl beschreibt die Leistung eines Windrads?

Accepted Answer

Leistungsbeiwert

Answer

Widerstandsbeiwert

Answer

Auftriebsbeiwert

Answer

Geschwindigkeitsbeiwert

Question 17

Welche Komponente der Windgeschwindigkeit ist für die Leistungserzeugung eines Windrads entscheidend?

Accepted Answer

Horizontale Komponente

Answer

Vertikale Komponente

Answer

Geschwindigkeitsspitzen

Answer

Böigkeit

Question 18

Welche der folgenden Angaben sind für die Berechnung der Windrad-Leistung erforderlich?

Accepted Answer

Luftdichte, Windgeschwindigkeit, Rotorradius

Answer

Umgebungsbedingungen, Lärmbelästigung, Vogelschlagrisiko

Answer

Turmhöhe, Blattprofil, Generatorwirkungsgrad

Answer

Betriebstemperatur, Schmiermitteltyp, Wartungsaufwand

Question 19

Was ist der Betz-Grenzwert?

Accepted Answer

Der maximal mögliche Wirkungsgrad eines Windrads

Answer

Der Abstand zwischen zwei Windrädern

Answer

Die minimale Windgeschwindigkeit für die Windraderzeugung

Answer

Die maximale Windgeschwindigkeit für den sicheren Windradbetrieb

Question 20

Welches ist der grundlegende Unterschied zwischen Windrädern mit horizontaler und vertikaler Achse?

Accepted Answer

Horizontalachsige Windräder nutzen den Auftrieb, während vertikalachsige Windräder den Widerstand nutzen.

Answer

Horizontalachsige Windräder sind größer als vertikalachsige Windräder.

Question 21

Welche der folgenden Aussagen über den Luftwiderstand ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist proportional zum Quadrat der Anströmgeschwindigkeit.

Answer

Er ist proportional zur Anströmgeschwindigkeit.

Answer

Er ist proportional zur Hälfte der Anströmgeschwindigkeit.

Question 22

Welcher physikalische Effekt ermöglicht es Windkraftanlagen, Strom zu erzeugen?

Accepted Answer

Elektromagnetische Induktion

Answer

Konvektion

Answer

Wärmeleitung

Answer

Gravitation

Question 23

Was ist der Unterschied zwischen aerodynamischen und mechanischen Verlusten in einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Aerodynamische Verluste entstehen in den Rotorblättern, während mechanische Verluste in Getriebe und Generator auftreten.

Answer

Aerodynamische Verluste sind größer als mechanische Verluste.

Question 24

Welche Art von Last tritt auf, wenn die Windgeschwindigkeit zu hoch ist?

Accepted Answer

Böenlast

Answer

Ermüdungslast

Answer

Betriebslast

Question 25

Was versteht man unter dem Auftriebskoeffizienten?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Auftriebskraft zur anströmenden Luftmasse

Answer

Die Form, die das Rotorblatt aufweist

Answer

Den Widerstand, den der Wind dem Rotor entgegensetzt

Question 26

Was beschreibt der Betz-Faktor?

Accepted Answer

Den theoretischen Höchstwert der Leistungseffizienz eines Windkraftanlagenrotors

Answer

Die Zahlenkonstante zur Berechnung der Luftdichte

Answer

Den Faktor zur Bestimmung der effektiven Rotorfläche

Question 27

Welche Aussage zu Windturbulenzen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können die Leistung einer Windkraftanlage reduzieren

Answer

Sie treten ausschließlich bei hohen Windgeschwindigkeiten auf

Answer

Sie haben keinen Einfluss auf die Belastung der Rotorblätter

Question 28

Was ist das primäre Ziel eines Windparks?

Accepted Answer

Die effiziente Nutzung der Windressource durch die Bündelung mehrerer Windkraftanlagen

Answer

Die Reduzierung der Lärmemissionen

Answer

Die Verbesserung der Einspeisung in das Stromnetz

Question 29

Mit welchem Messinstrument wird die Windgeschwindigkeit an einem potenziellen Standort für eine Windkraftanlage ermittelt?

Accepted Answer

Anemometer

Answer

Hygrometer

Answer

Thermometer

Answer

Barometer

Question 30

Welche Infrastruktur ist für den Anschluss von Windkraftanlagen an das Stromnetz unerlässlich?

Accepted Answer

Umspannwerke

Answer

Autobahnen

Answer

Wasserleitungen

Question 31

Welche Einheit wird zur Angabe der Leistungsdichte von Wind verwendet?

Accepted Answer

Watt pro Quadratmeter

Answer

Newton pro Quadratmeter

Answer

Meter pro Sekunde

Answer

Kilogramm pro Kubikmeter

Question 32

Welche physikalische Größe beschreibt die Kraft pro Fläche, die der Wind auf ein Objekt ausübt?

Accepted Answer

Winddruck

Answer

Windenergie

Answer

Windrichtung

Answer

Windgeschwindigkeit

Question 33

Welcher Faktor beeinflusst die Leistung einer Windkraftanlage am stärksten?

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit

Answer

Turmhöhe

Answer

Anzahl der Rotorblätter

Answer

Rotorblattradius

Question 34

Welche Formel beschreibt die kinetische Energie der Windströmung?

Accepted Answer

E = 1/2 * m * v^2

Answer

E = F * s

Answer

E = m * g * h

Question 35

Was besagt das Betz'sche Gesetz?

Accepted Answer

Es gibt die maximal mögliche Leistungsgewinnung aus der Windenergie an.

Answer

Es definiert die ideale Rotorblattform für Windkraftanlagen.

Answer

Es beschreibt die Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhe.

Question 36

Welche physikalische Einheit wird für die Leistung einer Windkraftanlage verwendet?

Accepted Answer

Watt (W)

Answer

Joule (J)

Answer

Newton (N)

Answer

Kilogramm (kg)

Question 37

Wie wirkt sich die Höhe einer Windkraftanlage auf ihre Leistung aus?

Accepted Answer

Die Leistung nimmt mit zunehmender Höhe zu.

Answer

Die Leistung nimmt mit zunehmender Höhe ab.

Answer

Die Leistung verhält sich proportional zur Höhe.

Answer

Die Leistung ist unabhängig von der Höhe.

Question 38

Welche Formel beschreibt den Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Windleistung?

Accepted Answer

P = 1/2 * ρ * A * v^3

Answer

P = ρ * A * v

Answer

P = 1/2 * ρ * A * v

Answer

P = ρ * A * v^2

Question 39

Welche physikalische Größe hat den größten Einfluss auf die Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit

Answer

Luftdichte

Answer

Turmhöhe

Answer

Rotorblattlänge

Question 40

Welches physikalische Prinzip ermöglicht die Funktionsweise einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Aerodynamik

Answer

Elektromagnetische Induktion

Answer

Photovoltaik

Answer

Thermoelektrizität

Question 41

Welche Einheit wird üblicherweise für die Messung der Windgeschwindigkeit verwendet?

Accepted Answer

Meter pro Sekunde (m/s)

Answer

Kilowatt (kW)

Answer

Grad Celsius (°C)

Answer

Newton (N)

Question 42

Welche Formel beschreibt die Leistung einer Windkraftanlage korrekt?

Accepted Answer

P = 1/2 * ρ * A * v³

Answer

P = ρ * A * v

Answer

P = 1/2 * ρ * A * v²

Answer

P = ρ * A * v³

Question 43

Was beschreibt der Begriff 'Windkraftnutzungspotenzial'?

Accepted Answer

Die maximale Energiemenge, die aus dem Wind an einem bestimmten Ort gewonnen werden kann.

Answer

Die Effizienz einer Windkraftanlage.

Answer

Die Anzahl der Windkraftanlagen, die an einem Ort installiert werden können.

Question 44

Wie beeinflusst die Luftdichte die Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Je höher die Luftdichte, desto höher die Leistung.

Answer

Je höher die Luftdichte, desto niedriger die Leistung.

Answer

Die Luftdichte hat keinen Einfluss auf die Leistung.

Question 45

Welche Aussage zur Aerodynamik im Kontext der Windenergie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Form der Rotorblätter ist entscheidend für die effiziente Umwandlung von Windenergie in mechanische Energie.

Answer

Die Aerodynamik spielt keine Rolle bei der Windenergiegewinnung.

Question 46

Welche Faktoren beeinflussen die Effizienz einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Alle genannten Faktoren

Answer

Rotorblattlänge

Answer

Windgeschwindigkeit

Question 47

Was ist der Unterschied zwischen dem Windkraftnutzungspotenzial und der Windgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Das Windkraftnutzungspotenzial gibt die maximale Energiemenge an, die aus dem Wind gewonnen werden kann, während die Windgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Windes beschreibt.

Answer

Es gibt keinen Unterschied.

Question 48

Welche physikalische Einheit wird üblicherweise für die Leistung einer Windkraftanlage verwendet?

Accepted Answer

Kilowatt (kW)

Answer

Meter pro Sekunde (m/s)

Answer

Newton (N)

Answer

Grad Celsius (°C)

Question 49

Welche Aussage zur Aerodynamik ist korrekt? Die Strömungsgeschwindigkeit am Flügelprofil nimmt ab, weil:

Accepted Answer

die Luftteilchen über das Profil eine größere Wegstrecke zurücklegen als unter dem Profil.

Answer

sich die Luftteilchen am Profil gegenseitig behindern.

Answer

die Luftteilchen am Profil eine geringere Dichte haben als in größerer Entfernung.

Question 50

Welche Größe beschreibt die kinetische Energie der Luftströmung?

Accepted Answer

Windleistungsdichte

Answer

Energieertrag

Answer

Leistungsbeiwert

Answer

Installationsleistung

Question 51

Welche der folgenden Faktoren beeinflussen die Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Windgeschwindigkeit, Rotorfläche und Leistungsbeiwert

Answer

Luftdichte

Answer

Temperatur

Answer

Windrichtung

Question 52

Welches ist der optimale Anstellwinkel für ein Windflügelprofil?

Accepted Answer

Der Winkel, bei dem der Auftrieb maximal ist.

Answer

Der Winkel, bei dem die Wirbelbildung gering ist.

Answer

Der Winkel, bei dem der Strömungsabriss auftritt.

Answer

Der Winkel, bei dem der Luftwiderstand minimal ist.

Question 53

Was besagt die Betzsche Grenze?

Accepted Answer

Sie stellt den maximalen Wirkungsgrad dar, mit dem Windenergie in mechanische Energie umgewandelt werden kann.

Answer

Sie gibt den minimalen Abstand zwischen Windkraftanlagen an.

Answer

Sie beschreibt die maximale Windgeschwindigkeit, bei der eine Windkraftanlage betrieben werden kann.

Question 54

Was ist die spezifische Leistung einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Die Leistung pro installierter Leistung

Answer

Die Leistung pro Fläche

Answer

Die Leistung pro Windgeschwindigkeit

Answer

Die Leistung pro Rotorfläche

Question 55

Welche Maßnahme kann den Wirkungsgrad einer Windkraftanlage erhöhen?

Accepted Answer

Vergrößerung der Rotorfläche

Answer

Erhöhung des Anstellwinkels

Answer

Reduzierung der Drehzahl

Answer

Verkleinerung der Nabenhöhe

Question 56

Wie wird der Energieertrag einer Windkraftanlage berechnet?

Accepted Answer

Windleistungsdichte x Rotorfläche x Leistungsbeiwert x Betriebszeit

Answer

Windleistungsdichte x Rotorfläche x Wirkungsgrad x Betriebszeit

Answer

Windgeschwindigkeit x Rotordurchmesser x Leistungsbeiwert x Betriebszeit

Question 57

Was versteht man unter dem Leistungsbeiwert einer Windkraftanlage?

Accepted Answer

Das Verhältnis der tatsächlichen Leistung zur maximal möglichen Leistung nach der Betzschen Grenze.

Answer

Das Verhältnis des Wirkungsgrades zum Windleistungsdichte

Answer

Das Verhältnis der Rotorfläche zur Nabenhöhe

Question 58

Welche meteorologische Größe spielt eine entscheidende Rolle für die Planung und den Betrieb von Windkraftanlagen?

Accepted Answer

Windrichtung

Answer

Feuchtigkeit

Answer

Temperatur