Hallo liebe User des Forums,
ich den vergangenen Monaten habe ich an der oben genannten Abschlussarbeit (Masterthesis) gearbeitet, die mittlerweile abgeschlossen ist und verteidigt wurde.
Ich bin mir sicher, dass darin für den einen oder anderen sowohl privat als auch gewerblich interessante Informationen darin zu finden sind.
Ebenfalls habe ich ein Tool namens "WindEarner" entwickelt, das auch einem unerfahrenen Privatanwender die Möglichkeit einer Ertragsprognose ermöglicht - die Ergebnisse wurde mit der Software "WindPRO" gegenübergestellt und ergaben eine durchschnittliche Abweichung von etwa -8 %. Das Handbuch zur Software befindet sich im Anhang meiner Abschlussarbeit.
Hier ein Auszug (Zusammenfassung der Arbeit):
Es werden die Rahmenbedingungen für die Planung, Installation und den Betrieb von
Kleinwindenergieanlagen ermittelt und beschrieben. Hierzu zählen administrative Vorgaben,
Umgebungsbedingungen im Untersuchungsgebiet, der wirtschaftliche Raum,
theoretische Potentiale und technische Konzepte zur Windenergienutzung und die Darstellung
der Photovoltaik-Referenz sowie einer Herleitung von Referenz-Standorten.
In der Anlagenauswahl werden zunächst Betreiberinformationen recherchiert und diskutiert,
um beispielsweise Betriebskosten oder Schadenshäufigkeiten zu ermitteln. Anschließend
werden u.a. mit diesen Informationen einige Hersteller (bekannt durch Literatur-,
Messe- und Internetrecherchen) im Rahmen einer „Vorauswahl“ ausgewählt.
Diese vier Hersteller bieten insgesamt 14 KWEA im Spektrum von 0,1 bis 10 kW
Nennleistung an. Auffallend ist hier der ausschließliche Einsatz von permanent erregten
Synchronmaschinen als Generatoren. Weiterhin werden hier Kennzahlen zum Vergleich
von KWEA gebildet. Es ergeben sich spez. Anlagenkosten von etwa 5.940 €/kW bei
Inselsystemen und 7.330 €/kW bei Netzparallelsystemen, worin noch keine weiteren
Kosten beispielsweise für Genehmigungen oder Nebenkosten enthalten sind.
Die ausgewählten Anlagen werden im Rahmen einer Vorplanung in den einzelnen Szenarien
simuliert und Ertragsberechnungen durchgeführt. Am küstennahmen Standort
(Hallig Hooge) werden mit den Anlagen Volllaststunden zwischen 3.760 und 3.800 h
erreicht, was zu Stromgestehungskosten von 27,6 bis 51,5 Cent/kWh führt. Am Binnenlandstandort
(Region südl. Eutin) beträgt die Vollaststundenzahl etwa 1.900 h bei
Stromgestehungskosten von 36,5 Cent/kWh. Im Stadtgebiet (Bremen) liegt die Volllaststundenzahl
zwischen 780 und 1.110 h. Die Stromgestehungskosten liegen in diesen
Fällen zwischen 38,8 und 92,9 Cent/kWh. Weder bei Vergütung nach dem EEG, noch
im Eigenverbrauch ist der Betrieb von KWEA in diesen Szenarien wirtschaftlich.
Durchgeführte Sensitivitätsanalysen ergaben, dass die Parameter Investitionskosten,
Betriebskosten, Ertrag und je nach Betrachtung EEG-Vergütung oder Energiekosten,
einzeln verändert, lediglich in einem Fall zu positiven Erlösen führen. Nur eine Optimierung
mehrerer Parameter kann zu einem wirtschaftlichen Betrieb von KWEA führen.
Grundsätzlich ließ sich hier erkennen, dass der Eigenverbrauch der Energie ökonomisch
effektiver war, da so weniger Strom fremdbezogen werden muss. Dies lässt sich dadurch
erklären, dass die Energiekosten mehr als doppelt so hoch sind, als die aktuellen
Vergütungssätze nach dem EEG.
Ein Vergleich einer Insellösung mit einem Netzanschluss als Alternative zeigte, dass
das Inselsystem insgesamt günstiger als Versorgungssystem einsetzbar ist, als der teure
Netzanschluss.
Die Gegenüberstellung von KWEA und Photovoltaik-Referenz erfolgte jeweils auf den
Bedarf in den einzelnen Szenarien. Geringere Stromgestehungskosten ergaben sich hier
überwiegend bei den KWEA-Systemen. Anlagen kleiner Leistung (< 1kW) weisen jedoch
verhältnismäßig hohe Stromgestehungskosten auf, was in erster Linie auf die hohen
Nebenkosten bei der Planung und Inbetriebnahme zurück zu führen ist (Genehmigungskosten,
spez. Investitionskosten). Die Erlöse, sowohl nach EEG-Vergütung als
auch bei Eigenverbrauch, sind grundsätzlich bei dem PV-System am höchsten, aber
ebenfalls noch negativ. Bei der Betrachtung der gesamten Investitionskosten wird deutlich,
dass auch hier überwiegend das KWEA-System günstiger ist. Da die spezifischen
Investitionskosten insbesondere bei Anlagen kleiner Leistung (etwa < 1 kW) stark ansteigen,
ist dort jedoch eine Versorgung mit Photovoltaik günstiger.
Die Versorgung der unterschiedlichen Lasten in den einzelnen repräsentativen Szenarien
war durch die betrachteten regenerativen Energiesysteme (Kleinwindenergieanlage
und Photovoltaik) nicht wirtschaftlich darstellbar.
Weiterhin wurde ein Softwaretool namens „WindEarner“ auf Basis von MS-Excel und
Visual Basic entwickelt, dass für ausgewählte Anlagen (davon 14 recherchierte und 2
anwenderspezifische/ eigene) Ertragsprognosen unter Berücksichtigung verschiedener
Systemwirkungsgradketten und Standortbedingungen erstellt. Neben der Ertragsprognose
werden außerdem Wirtschaftlichkeitsberechnungen (u. a. die Ermittlung der Stromgestehungskosten
und Erlöse) sowie ein Vergleich mit einer Photovoltaik-Referenz
durchgeführt. Mit diesem Tool ist es nun auch für Privatanwender möglich, unabhängig
KWEA-Systeme miteinander zu vergleichen, da die integrierten Berechnungen für jedes
System identisch sind.
Fragen, Anregungen und konstruktive Kritik nehme ich gern entgegen (Richter-M.Eng@gmx.de).
MfG JustiZe
Die Masterthesis zum Download - hier klicken
Das Softwaretool zur Masterthesis zum Download - hier klicken
[Edit by ADMIN . . . . jetzt sollte der Download klappen]
ich den vergangenen Monaten habe ich an der oben genannten Abschlussarbeit (Masterthesis) gearbeitet, die mittlerweile abgeschlossen ist und verteidigt wurde.
Ich bin mir sicher, dass darin für den einen oder anderen sowohl privat als auch gewerblich interessante Informationen darin zu finden sind.
Ebenfalls habe ich ein Tool namens "WindEarner" entwickelt, das auch einem unerfahrenen Privatanwender die Möglichkeit einer Ertragsprognose ermöglicht - die Ergebnisse wurde mit der Software "WindPRO" gegenübergestellt und ergaben eine durchschnittliche Abweichung von etwa -8 %. Das Handbuch zur Software befindet sich im Anhang meiner Abschlussarbeit.
Hier ein Auszug (Zusammenfassung der Arbeit):
Es werden die Rahmenbedingungen für die Planung, Installation und den Betrieb von
Kleinwindenergieanlagen ermittelt und beschrieben. Hierzu zählen administrative Vorgaben,
Umgebungsbedingungen im Untersuchungsgebiet, der wirtschaftliche Raum,
theoretische Potentiale und technische Konzepte zur Windenergienutzung und die Darstellung
der Photovoltaik-Referenz sowie einer Herleitung von Referenz-Standorten.
In der Anlagenauswahl werden zunächst Betreiberinformationen recherchiert und diskutiert,
um beispielsweise Betriebskosten oder Schadenshäufigkeiten zu ermitteln. Anschließend
werden u.a. mit diesen Informationen einige Hersteller (bekannt durch Literatur-,
Messe- und Internetrecherchen) im Rahmen einer „Vorauswahl“ ausgewählt.
Diese vier Hersteller bieten insgesamt 14 KWEA im Spektrum von 0,1 bis 10 kW
Nennleistung an. Auffallend ist hier der ausschließliche Einsatz von permanent erregten
Synchronmaschinen als Generatoren. Weiterhin werden hier Kennzahlen zum Vergleich
von KWEA gebildet. Es ergeben sich spez. Anlagenkosten von etwa 5.940 €/kW bei
Inselsystemen und 7.330 €/kW bei Netzparallelsystemen, worin noch keine weiteren
Kosten beispielsweise für Genehmigungen oder Nebenkosten enthalten sind.
Die ausgewählten Anlagen werden im Rahmen einer Vorplanung in den einzelnen Szenarien
simuliert und Ertragsberechnungen durchgeführt. Am küstennahmen Standort
(Hallig Hooge) werden mit den Anlagen Volllaststunden zwischen 3.760 und 3.800 h
erreicht, was zu Stromgestehungskosten von 27,6 bis 51,5 Cent/kWh führt. Am Binnenlandstandort
(Region südl. Eutin) beträgt die Vollaststundenzahl etwa 1.900 h bei
Stromgestehungskosten von 36,5 Cent/kWh. Im Stadtgebiet (Bremen) liegt die Volllaststundenzahl
zwischen 780 und 1.110 h. Die Stromgestehungskosten liegen in diesen
Fällen zwischen 38,8 und 92,9 Cent/kWh. Weder bei Vergütung nach dem EEG, noch
im Eigenverbrauch ist der Betrieb von KWEA in diesen Szenarien wirtschaftlich.
Durchgeführte Sensitivitätsanalysen ergaben, dass die Parameter Investitionskosten,
Betriebskosten, Ertrag und je nach Betrachtung EEG-Vergütung oder Energiekosten,
einzeln verändert, lediglich in einem Fall zu positiven Erlösen führen. Nur eine Optimierung
mehrerer Parameter kann zu einem wirtschaftlichen Betrieb von KWEA führen.
Grundsätzlich ließ sich hier erkennen, dass der Eigenverbrauch der Energie ökonomisch
effektiver war, da so weniger Strom fremdbezogen werden muss. Dies lässt sich dadurch
erklären, dass die Energiekosten mehr als doppelt so hoch sind, als die aktuellen
Vergütungssätze nach dem EEG.
Ein Vergleich einer Insellösung mit einem Netzanschluss als Alternative zeigte, dass
das Inselsystem insgesamt günstiger als Versorgungssystem einsetzbar ist, als der teure
Netzanschluss.
Die Gegenüberstellung von KWEA und Photovoltaik-Referenz erfolgte jeweils auf den
Bedarf in den einzelnen Szenarien. Geringere Stromgestehungskosten ergaben sich hier
überwiegend bei den KWEA-Systemen. Anlagen kleiner Leistung (< 1kW) weisen jedoch
verhältnismäßig hohe Stromgestehungskosten auf, was in erster Linie auf die hohen
Nebenkosten bei der Planung und Inbetriebnahme zurück zu führen ist (Genehmigungskosten,
spez. Investitionskosten). Die Erlöse, sowohl nach EEG-Vergütung als
auch bei Eigenverbrauch, sind grundsätzlich bei dem PV-System am höchsten, aber
ebenfalls noch negativ. Bei der Betrachtung der gesamten Investitionskosten wird deutlich,
dass auch hier überwiegend das KWEA-System günstiger ist. Da die spezifischen
Investitionskosten insbesondere bei Anlagen kleiner Leistung (etwa < 1 kW) stark ansteigen,
ist dort jedoch eine Versorgung mit Photovoltaik günstiger.
Die Versorgung der unterschiedlichen Lasten in den einzelnen repräsentativen Szenarien
war durch die betrachteten regenerativen Energiesysteme (Kleinwindenergieanlage
und Photovoltaik) nicht wirtschaftlich darstellbar.
Weiterhin wurde ein Softwaretool namens „WindEarner“ auf Basis von MS-Excel und
Visual Basic entwickelt, dass für ausgewählte Anlagen (davon 14 recherchierte und 2
anwenderspezifische/ eigene) Ertragsprognosen unter Berücksichtigung verschiedener
Systemwirkungsgradketten und Standortbedingungen erstellt. Neben der Ertragsprognose
werden außerdem Wirtschaftlichkeitsberechnungen (u. a. die Ermittlung der Stromgestehungskosten
und Erlöse) sowie ein Vergleich mit einer Photovoltaik-Referenz
durchgeführt. Mit diesem Tool ist es nun auch für Privatanwender möglich, unabhängig
KWEA-Systeme miteinander zu vergleichen, da die integrierten Berechnungen für jedes
System identisch sind.
Fragen, Anregungen und konstruktive Kritik nehme ich gern entgegen (Richter-M.Eng@gmx.de).
MfG JustiZe
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