Allgemein

Windenergieanlagen dienen primär Ihrer Eigenstrom-Versorgung mit Überschusseinspeisung. Kleine und mittlere Windkraftanlagen rechnen sich nur durch möglichst hohen Eigenverbrauchsanteil. In Einzelfällen kann eine gemeinschaftliche Anlage zur Versorgung mehrerer Parteien, Mieterstrom-Modelle oder ergänzend die Direktvermarktung wirtschaftlich eine Option oder Alternative sein. Im Rahmen der Einführung von günstigeren Stromspeichern mit Energiemanagern, werden auch zunehmend netzparallele Insellösungen mit höchstmöglichen Autarkiegraden interessant.

Warum Windenergie-Anlagen?
Im Vergleich zur Photovoltaikanlage erzeugt eine Windkraftanlage vor allem im Winter Strom und deckt damit günstiger den zumeist im Winter erhöhten Eigenverbrauch ab.
Windkraftanlagen bestehen zum Großteil aus mechanischen Komponenten. Diese sind im Vergleich zu Photovoltaikanlagen robuster, müssen so gut wie nie gereinigt werden, können einfacher repariert werden und erzeugen im Verhältnis zum Ertrag bei der Herstellung weniger umweltschädliches CO2.

Ist eine Windkraftanlage für meinen Standort und meine Anwendung sinnvoll und wirtschaftlich?
Grundsätzlich sind hierzu vorab vor allem die örtlichen Bedingungen und die Anwendung zu klären. Siehe Planung

Welche Systemlösung ist am besten für meine individuellen Bedingungen und meinen Bedarf geeignet?
Nach einer Bedarfs- und Bestandsaufnahme bieten wir, ggf. mit Partnern, komplette Systemlösungen an:
Windkraftanlagen in Verbindung mit Stromspeichern, Energiemanagern, Photovoltaik (Bestand oder Neuanlage) und Ladetechnik für Elektromobile.

Welche Windkraftanlage (Größe und Typ) ist für meinen Standort und Bedarf geeignet?
Worin unterscheiden sich Windenergieanlagen prinzipiell und im Speziellen?
Es gibt sehr unterschiedliche Anlagen-Typen und Konstruktionen. Noch wichtiger als bei großen Windkraftanlagen, ist die Wahl des richtigen Typs und der Größe in Abhängigkeit von den Standortbedingungen und dem Anwendungsbedarf. Daher bieten wir Ihnen eine breite Auswahl an Anlagen an.

Sehr entscheidend für Ertrag und Standort:
Anlagen für Schwachwind bis ca. 6,0 m/s oder Starkwindgebiete größer 6,0 m/s.
Achtung: Oft werden Anlagen fälschlicherweise als Schwachwindanlagen deklariert. Das Verhältnis von überstrichener Rotorfläche zu Nennleistung sollte mindestens 10 betragen. Beispiel Anlage mit 136, 7 m² geteilt durch 10 kW = 13,7

Die Windenergie berechnet sich aus:

  1. Überstrichene Rotorfläche A
    Wie bei großen Windkraftanlagen kommt es bei kleinen, bodennahen Windkraftanlagen primär auf die überstrichene Rotorfläche an.
    Diese im Wind stehende "Erntefläche" bestimmt entscheidend den Ertrag einer Windkraftanlage.
    Beispiel: Es gibt 10 kW-Anlagen mit Rotordurchmessern von z.B. 6,5 m (entsprechend nur ca. 33 m²) bis zum Rotordurchmesser 13,2 m, entsprechend der vierfachen überstrichenen Rotorfläche von 136,7 m². Entsprechend unterscheiden sich die Erträge extrem um ein Vielfaches, zunehmend mit geringerer Windgeschwindigkeit. Hinzu kommt, dass bei entsprechend größeren Rotoren konstruktiv eine deutlich robustere Anlagentechnik, modernere aktive Steuerung und Anlagenüberwachung eingesetzt werden. Dies wirkt sich positiv auf die Betriebs- und Sturmsicherheit sowie auf die Lebensdauer der Anlagen aus.
  2. Wirkungsgrad η
    Dieser setzt sich zusammen aus der anlagentechnischen Effizienz des Rotors, Antriebstrangs und Leistungselektronik.
    Beispiel: Moderne Anlagen verfügen über eine aktive Steuerung der Anlage. Eine aktive Rotorblattverstellung (Pitch) ermöglicht einen optimalen Anströmungswinkel bei allen Windgeschwindigkeiten und damit früheren Anlauf, höheren Leistungsgewinn und aktive Sturmsicherung. Im Vergleich dazu haben Anlagen mit festem Rotorblattwinkel (Stall) bzw. passiver Rotorblattverstellung einen deutlichen Nachteil im Anlauf, Leistungsgewinn und der Sturmsicherung.  Dies zeigt sich am einfachsten beim direkten Vergleich der Leistungskurven verschiedener Anlagen. Die Bestimmung der Leistungskurven ist Teil der Zertifizierung gemäß IEC 61400-12-1.
    Weitere Faktoren, die Einfluss auf den Wirkungsgrad haben sind:
    - Dreiblatt- sind effizienter als Zweiblatt-Anlagen. Sie sind auch leiser und haben günstigere Lastverteilung und damit geringere Belastung der Anlage.
    - Bei Anlagen, bei denen der Rotor auf der windabgewandten LEE-Seite läuft, entsteht im Windschatten des Turms eine Unterbrechung. Diese wirkt sich negativ auf die Laufruhe der Anlage aus.
    - Generatoren: Unsere Anlagen verfügen alle über moderne, drehzahlvariable, synchron PM-Generatoren. Im Vergleich zu Asynchronanlagen mit Festdrehzahl und Getriebe, haben die Synchrongeneratoren höhere Wirkungsgrade.
  3. Windgeschwindigkeit in der dritten Potenz v³ ! Dies bedeutet mit der Verdoppelung der Windgeschwindigkeit ergibt sich eine achtfach größere Windenergie!
  4. Luftdichte ρ.

Zusätzlich ist der Turbulenzgrad des Windes sehr entscheidend für die wirksame Windenergie.

Die Nennleistung ist hingegen nur ein Anlagenparameter, der vom Hersteller primär hinsichtlich der Generatorauslegung und der maximalen Dauerleistung gewählt wird. Je nach Anlagentechnik und Rotorgröße und -typ wird die Nennleistung bei sehr unterschiedlichen Bedingungen erreicht. Bei Schwachwindanlagen ab z.B. 7 m/s, bei Starkwindanlagen hingegen erst ab Werten größer 10 m/s, meistens erst ab 12 bis 15 m/s. Eine höhere Nennleistung macht sich erst bei zunehmend höherer durchschnittlicher Windgeschwindigkeit ab ca. 5,5 m/s bezahlt.

Netz-Parallel-Betrieb

Insel-Batterie-Betrieb