Ausbauwind & more

 
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Ausbauwind & more

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Gepostet: 11.02.2009 - 22:49 Uhr  ·  #1
Nach welcher Windstärke dimensioniert man eigentlich eine WKA? Gemeint sind die Flügel, den Generator dazu, die Last.
Diesen Wind nennt man in der Literatur auch Ausbauwind. Nicht zu verwechseln mit dem Maximalwind, bei dem Abregeln ein setzt.
Dann gibt es noch die Überlebenswindstärke bei Sturm.

Der Ausbauwind ist vermutlich sehr abhängig von der Windsituation am Standort.



Hier im Bild 1 sind sog. Weibullverteilungen für ausgewählte Standorte zu sehen, jeweils für Masthöhe 10m. Datenquellen waren BINE Infodienst „Nutzung der Windenergie“ 2000 TÜV-Verlag Kölln und für Berlin http://www.iwr.de/wind/wind/bilder/l_s_b.jpg .
Eintragung der Werte, in den Grafiken so genau wie möglich abgelesen, erfolgte in ein Tabellenkalkulationsprogramm.

Man könnte denken, für Berlin z.B. wäre wegen der Häufigkeit die wichtigste Windgeschwindigkeit 3 m/s, nach der eine WKA berechnet wird.
Dem ist nicht so, wie Bild 2 zeigt:



Hier ist das Ergebnis zu sehen, nachdem ich die Häufigkeiten in % geteilt durch 100% einfach mal mit dem jeweiligen Windenergieinhalt von einem m² multipliziert habe. Wichtig waren mir die Relationen.
Und siehe da, die größten Energieinhalte liegen bei höheren Geschwindigkeiten, da der Energieinhalt =f(v hoch 3) ist.

Fazit:
Als Ausbauwind für die Berechnung würde ich für Berlin 6 oder 7m/s auswählen. Für die anderen beiden 9 m/s.
In jedem Fall höher als die Windstärke mit der größten Häufigkeit.

Weitere Schlussfolgerungen:
1. In Windgeschwindigkeiten unter 3m/s ist reichlich wenig Energie enthalten. Anlauf schon weit darunter hat höchstens psychologische Wirkung oder dient der Verkaufsförderung.
2. Das Abernten von Windgeschwindigkeiten über 16m/s in Laucha und Reußenköge kann man sich sparen. In Berlin wäre Schluss bei 12m/s.


So ein Tabellenkalkulationsprogramm ermöglicht noch mehr, wie diese Zusammenstellung zeigt:



So ist das Windenergiepotential aus den Daten, die sich in den Bildern 1 und 2 nieder schlagen, wesentlich größer, als wenn man mit dem mittleren Jahreswind rechnet. Liegt wieder an Pw= f(v hoch 3).
Die Werte können als Anhaltspunkt dienen. Um den Jahresertrag ab zu schätzen, müssen sie nur noch mit der wirksamen installierten Windfläche und dem mittleren Gesamtwirkungsgrad des Windrades multipliziert werden. Da solche Mittelwerte natürlich immer Ungenauigkeiten hinein bringen, ist es besser, für jede Windgeschwindigkeit den dafür spezifischen Wirkungsgrad hinein zu rechnen.

Ertragsminderungen:
1. Ertragsminderungen können u. A. durch träge Anlagen entstehen, die Böen nicht absurfen können. Die Ergebnisse sind dann immer schlechter als auf dem Prüfstand.
2. Auch sind betriebsbedingte Fehlanpassungen zwischen WKA, Generator, und Last bei Kleinanlagen wohl die Regel, dargestellt für Ausbauwind 7m/s im folgenden Bild 3.
Dazu ausführlicher unter http://www.angeo-privat.gmxhom…c222116735 auf meinen Seiten.

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