Windkraft - Erneuerbare Energie - Ein Schritt für die Zukunft in die Zukunft - Energie aus Kleinwindenergieanlagen (KWEA) zur Eigennutzung

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Wind-Ertrag

Service

Windmessungen und Ertragsprognose
Wir bieten Ihnen gerne an, anhand Ihrer Daten eine Ertragsprognose zu erstellen. Diese Ertragsprognose kann aber lediglich eine Richtung sein, in der sich Ihre realen Erträge bewegen, da viele Faktoren auf die Erträge einwirken. Allerdings können wir anhand der bereits errichteten Anlagen eine gute Einschätzung treffen, wie sich Ihre Erträge entwickeln werden. Falls Sie eine genauere Berechnung Ihrer Erträge wünschen, bieten wir Ihnen an über einen Partner von uns ein Windgutachten erstellen zu lassen, anhand dieser Ergebnisse kann eine exaktere Berechnung Ihrer durchgeführt werden.

Bevor man eine Windkraftanlage errichtet, ist es günstig, für seinen Standort die Windgeschwindigkeit zu ermitteln. Anhand der ermittelten Daten und der Leistungskennlinie der Windkraftanlage können dann Schlussfolgerungen über den zu erwarteten jährlichen Energieertrag der Anlage gezogen werden.

Windgeschwindigkeiten ab ca. 4 - 5 m/s (Windstärke 3) sind für die Nutzung der Windenergie sinnvoll. Die besten Erträge werden jedoch ab 7- 8 m/s "geerntet".

Die Anlage muss so installiert werden, dass der Wind wenigstens aus der Hauptwindrichtung möglichst frei und ohne Turbulenzen (laminare Strömung) an- und abströmen kann.

Als Faustregel gilt:

  • Hindernisse müssen aus der Hauptwindrichtung 20 mal soweit entfernt sein, wie deren Höhe ist.

  • Auf der Windschattenseite der Windkraftanlage sollten Hindernisse 5 mal soweit entfernt sein, wie deren Höhe ist.


Turbulenzen von Gebäuden, Bäumen und Sträuchern mindern den Ertrag erheblich und verkürzen die Lebensdauer der Anlage.

Die dem Wind maximal zu entziehende Energie wächst mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit.
Das bedeutet, dass sich bei einer Verdopplung der Windgeschwindigkeit die Energieernte verachtfacht.
Bei einer Verdreifachung steigt die Leistung des Windes auf das 27- fache!

Höhe der Anlage:
Grundsätzlich gilt: Je höher, je besser
In Bodennähe nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Windes durch die Bodenrauhigkeit enorm ab.
Bei größerer Bodenrauhigkeit (z.B. Siedlungsgebiet, Kleingärten, Wald, Strauchreihen usw.) ist es erforderlich, die Windkraftanlage möglichst hoch zu installieren.
Bei niedriger Bodenrauhigkeit ( z.B. Meeresnähe, weite Wiesenflächen oder glatte Berghügel) kann die Anlage in geringerer Höhe installiert werden.

Eine Ausnahme stellt die "Tunnelströmung" dar. Die Windkraftanlage wird dabei zwischen zwei hohen Hindernissen installiert. Dies können zwei Bergrücken, Höchhäuser usw. sein. Der Wind " quetscht" sich dabei durch die Hindernisse, die Strömungsgeschwindigkeit erhöht sich.

Eine schnelle Bewertung:
Eine Person verbraucht im Jahr schätzungsweise 1.500 kWh Strom, ein Vier-Personen-Haushalt rund 4.500 kWh.

Der britische Windkraftverband BWEA gibt für die Berechnung der Jahres-Erträge folgende Formel an:
Jahres-Erträge (kWh) = Anlagenleistung (kW) x 0,3 x 8.760

Die Zahl 8.760 bezieht sich auf die Anzahl der Stunden pro Jahr und ist ein fixer Wert. Die Zahl 0,3 gibt den sogenannten Kapazitätsfaktor wieder als Maßzahl für die Windstärke eines Standorts. Der Kapazitätsfaktor kann stark unterschiedlich sein und ist der Unsicherheitsfaktor der Gleichung. Ein Kapazitätsfaktor von 0,3 gibt für Kleinwindanlagen sehr gute Windverhältnisse wieder und sollte nicht als Referenzwert für private Anlagen mit geringer Nabenhöhe im Binnenland herangezogen werden.

In der folgenden Tabelle werden die Jahres-Erträge von Anlagen unterschiedlicher Leistung angegeben. Dabei werden unterschiedliche Windverhältnisse herangezogen, dargestellt durch den Kapazitätsfaktor.

Leistung (kW)

Windverhältnisse

Kapazitätsfaktor

Ertrag (kwh)

5

schwach

0,11

5.000

5

mittel

0,17

7.500

5

stark

0,23

10.000

5

sehr stark

0,29

12.500

10

schwach

0,11

10.000

10

mittel

0,17

15.000

10

stark

0,23

20.000

10

sehr stark

0,29

25.000

Die Tabelle verdeutlicht die unterschiedlichen Ertragszahlen einer Anlage je nach Windgeschwindigkeit an einem spezifischen Standort. Vor allem sollte man Ertragsangaben von Herstellern immer kritisch hinterfragen. Sicherheit für das Ertragspotenzial am eigenen Standort geben nur Windmessungen vor Ort.

Die Windkarte für Deutschland finden Sie hier:
Jahresmittel - Mittlere Windgeschwindigkeiten in 10m Höhe im 200m Raster
Quelle : 183 Wetterstationen DWD (1981-2000)


Berechnen der Windenergie an einem beliebigen Ort mit dem Energierechner:


Suchen Sie den Ort für den Sie die Windenergie berechnen wollen aus der Windkarte.
Entnehmen Sie die Windgeschwindigkeit (in 10 m Höhe) in m/s und tragen Sie diese ein.
Tragen Sie die Höhe ein, für welche Sie die Windenergie berechnen wollen.
Entnehmen Sie aus der Tabelle die Rauhigkeitslänge (0.1 für Werte aus der Windkarte).
Für Rauhigkeitslängen außerhalb von 0.055 - 0.2 muss  eine Umrechnung der Windgeschwindigkeit für eine andere Rauhigkeitslänge erfolgen.
Tragen Sie 2 für den Formparameter ein, wenn Ihnen dieser für Ihre Umgebung nicht bekannt ist.
Tragen Sie die Fläche in m² ein. Für diesen Wert wird die theoretische elektrische Jahresleistung berechnet.

Die Geschwindigkeiten und Ergebnisse beziehen sich auf die eingegebene Rauhigkeitslänge.

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