Eine Frage der Wirtschaftlichkeit

Hallo

Ich bin dabei mir eine Amerikanische Windmühle zur Netzeinspeisung zu bauen.

Nun zu meiner Frage:
Ist es sinnvoll eine Anlage zu bauen die bei ca 3 m/s anläuft und bei ca 10m/s ihr Maximum von ca. 3 Kw hat. Die Durschnittwindgeschwindigkeit liegt bei 5 m/s.
Mein Jährlicher Stombedarf liegt bei ca 6000 Kw/Jahr und davon soll ca 3000 Kw von mir erzeugt werden und der Rest der erzeugt wird soll für die 8 ct pro Kwh eingespeist werden.

Da meiner Meinung nach die Wirtschaftlichkeit sinkt je größer die Anlage und je höher die Anlaufgeschwindigkeit ist ( da ja mehr Strom für 8 ct pro Kwh verkauft werden muss, der nicht selbst genutzt wird und die Gesamtbetriebsstundenzahl sinkt) sollte meine Anlage über große Strecken geringe bis mittlerer Leistung bringe, da ja auch der Bedarf an täglichen Strom meist gering bis mittel ist.

Mir geht es hier mehr um die Grundsatzfrage was am Wirtschaftlichsten ist.

Eine Anlage die erst ab 5 m/s anläuft aber einen hohen Wirkungsgrad hat, oder eine die schon bei 3 m/s Leistung bringt.

Bei mir beträgt die Durschnittswindgeschwindigkeit ca 6 m/s, aber schwankt zwischen 3 m/s und 8 m/s Min Max. Daher seh ich es als sinnvoll an den Schwerpunkt auf die geringe Anlaufgeschwindigkeit zu setzen. Da ja der eigen Stromverbrauch relative kontinuirlich aber trotzdem gering bis mittel ist ( auser dich Waschmaschine oder der E-Herd läuft).

Also ich dachte an 4 Meter Durchmesser. Maximum soll entweder 10 oder 12 m/s sein, damit der Wechselrichter nicht zu teuer wird. Das wären dann um die 3 Kw Spitzenleistung. Was mir momentan noch fehlt sind Werte der Drehzahl des Rotors, damit die Übersetzung berechnen kann.
Ich schätz mal das ich auf Max 180 U/min komm. Kann ich das irgenwie berechnen wenn ich den Winkel der Blätter , die Blätteranzahl und den Durchmesser weis?

Das würde dann bei 10m/s ca. 48 U/min machen. Damit lässt sich jetzt arbeiten. Als nächstes werd ich seh ob ich das Drehmoment berechnen kann zwecks Welle auslegen ( dürfte ja kein Problem sein dank Leistung und Umdrehungsgeschwindigkeit). Ich würde mal schätzen eine Welle
d = 50mm (Hohl) sollte ausreichen.

Die Flügel usw werden ca. 120kg wiegen das spielt ja auch eine Rolle.

Bei dem zu erwartenden sehr hohes Gewicht des Rotors würde ich die Welle noch stärker dimensionieren.
Durch die Erdanziehung wirkt ständig eine (Gewichts)kraft nach unten. Die Welle dreht sich jedoch. Dadurch entsteht ein Drehmoment mit sich ständig ändernder Richtung. Das ist eine enorme Belastung für das Material und zwar dauerhaft und über viele Jahre. Ich würde mindestens (!) 60mm nehmen.