Standordplanung Kleinwindanlage

 
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Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 18:20 Uhr  ·  #1
Hallo,

Ich plane gerade eine Kleinwindanlage auf einem Grünland-Flurstück im Aussenbereich.
Baumbestand aus Hauptwindrichtung (und weit darüber hinaus) ist praktisch Null.
Baumbestand entgegen der Hauptwindrichtung ist vorhanden.

Aktuell habe ich eine Bauanfrage für den gezeigten Standort (ist im Bild schwer zu sehen weil grün auf grün. :-) ) laufen. Für eine Anlage mit 21m Mast / 5m Rotor. Ausgang ungewiss wegen Aussenbereich. Ich gehe davon aus, dass eine Änderung des Standortes in Richtung Westen wg. des dann zu grossen Abstands vom Haus nicht möglich ist. Das aber nur als Hintergrundinformation.

Alternativ - und zwingend wenn die genehmigungspflichtige Ablage nicht geht - plane ich eine Verfahrensfreie zu bauen. Hier wäre der Standort weiter im Westen (und von der Hügelspitze runter) denkbar. Masthöhe 7m, Rotor 3m, Gesamt < 10m.

Frage: gibt es Studien / Erfahrungen / Einschätzungen zur Effizienz der Anlage wenn sie - anstelle der höchsten Stelle - auf oder "vor" dem Hügel (in Richtung Westen) stehen würde? Ein größerer Abstand von den höheren Bäumen im Südosten wäre wohl positiv? Auch kann es direkt hinter der Hügelspitze (ist aber nicht so spitz ;-) ) zu Turbulenzen kommen?

Windlage ist gut, Schleswig-Holstein, 5-6m/s Jahresschnitt.

Danke!

 
Che
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 20:07 Uhr  ·  #2
Dann schreib doch hier wenigstens deinen Ort dazu oder gar die Anschrift per PN.
Dann könnte ich Dir die energetische Windrose ermitteln. Wenn das Wesentliche eh aus WNW kommt, kannste auf den Rest quasi verzichten.

Schleswig-Holstein auch bis 10m und 3 m D genehmigungsfrei? Gut zu wissen.
Beim BVKW sind die Angaben dazu irgendwie diffus.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 20:09 Uhr  ·  #3
Ich kann nur so viel sagen, dass deine Vermutungen zutreffen. Quantitativ lässt sich das ohne Messung aber nur schwer beziffern. Gerade wenn du hinter einer Bergkuppe baust, kann dass zu einem Ertrag von unter 10% im Vergleich zu auf der Bergkuppe führen. Kommt halt auf die konkreten Windverhältnisse und den konkreten Standort an.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 20:16 Uhr  ·  #4
Wie hoch ist der Berg? 5 m sehe ich. Dazu sagt man woanders nicht mal Hügel.
Dennoch, wenn möglich rauf damit!
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 21:45 Uhr  ·  #5
Hallo HarryS,

willkommen im Forum.

Ich hatte mal ein Ähnliches Problem:
a) ein paar Meter höher, dafür näher an hohen Bäumen
b) ein paar Meter niedriger, dafür weiter von den hohen Bäumen entfernt

Wir, bzw mein Vater hatte sich für a) höher entschieden. Ich fand b) besser :D
Was nun wirklich besser war, ich werde es nie wissen :'(

Was vielleicht helfen kann um einen Eindruck zu gewinnen: Eine möglichst lange Latte mit Flatterband in die Höhe halten.
Aber ja, so richtig belastbar ist diese Aussage auch nicht, weil die anvisierte Höhe nicht stimmt.
Vielleicht magst du ja mal zwei Fotos einstellen jeweils von den angedachten Standorten jeweils in Hauptwindrichtung und Richtung Problemzone. Das könnte helfen das besser aus der Ferne zu beurteilen.

Grüße
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 30.03.2021 - 22:09 Uhr  ·  #6
Zitat
Frage: gibt es Studien / Erfahrungen / Einschätzungen zur Effizienz der Anlage wenn sie - anstelle der höchsten Stelle - auf oder "vor" dem Hügel (in Richtung Westen) stehen würde? Ein größerer Abstand von den höheren Bäumen im Südosten wäre wohl positiv? Auch kann es direkt hinter der Hügelspitze (ist aber nicht so spitz ;-) ) zu Turbulenzen kommen?



Ja schon ,.... eher an dem Platz , der besten Erträge . possitionieren
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 08:14 Uhr  ·  #7
Zitat geschrieben von Che

Wie hoch ist der Berg? 5 m sehe ich. Dazu sagt man woanders nicht mal Hügel.
Dennoch, wenn möglich rauf damit!


Spassvogel, ich habe da schon bewusst Hügel geschrieben. ;-) Der Berg kam in einem Kommentar. :-)
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 08:17 Uhr  ·  #8
Zitat geschrieben von XXLRay

Ich kann nur so viel sagen, dass deine Vermutungen zutreffen. Quantitativ lässt sich das ohne Messung aber nur schwer beziffern. Gerade wenn du hinter einer Bergkuppe baust, kann dass zu einem Ertrag von unter 10% im Vergleich zu auf der Bergkuppe führen. Kommt halt auf die konkreten Windverhältnisse und den konkreten Standort an.


Die Frage wäre hier auf oder etwas *vor* dem Hügel. Also in Hauptwindrichtung gesehen. Ich zeichne gleich nochmal einen Querschnitt und poste den.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 08:20 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von Che

Schleswig-Holstein auch bis 10m und 3 m D genehmigungsfrei? Gut zu wissen.
Beim BVKW sind die Angaben dazu irgendwie diffus.


Ja, hat sich (glaube ich) 2016 geändert. Auf jedem Fall vom zuständigen Bauamt bestätigt.
Che
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 08:21 Uhr  ·  #10
Und noch den Ort bitte! Oder wenigstens einen aus der Nähe, wenn zu geheim.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 09:22 Uhr  ·  #11
Das mit dem Flatterband ist eine prima Sache, allerdings habe ich das gemacht indem ich dünne bändsel von alten Videotapes an einen Kinderdrachen gebunden habe. Etwa 1m Abstand. Das hat den Vorteil, dass man nicht versuchen muss eine Latte gen Himmel zustemmen sondern den Drachdn einfach am Boddn zu befestigen und das ganze mit etwas Abstand gut beobachten kann. Letztlich musst du in den Bereich kommen in dem die Anströmung laminar ist, die Bänder also schön ruhig im Wind stehen statt unruhig umherzuwirbeln.

vg
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 12:27 Uhr  ·  #12
Ich habe die Daten aus dem ersten Post jetzt nochmal in ein Höhenprofil gebracht. Beide Optionen und massstabsgetreu. Die Bäume habe ich nochmal grob gespeilt, die genannten 30m sind eher 20m.

Mir ist nicht klar warum einige nach dem Standort fragen, mir geht es nicht um Windprognose, ich habe die Hauptwindrichtung und das Mittel von um die 5.5 m/s über zwei Jahre gemessen. Mag wegen der Qualität des Anemometers (hat nie mehr als 8Bf gezeigt) aber auch 6 m/s sein. Auf jeden Fall ein echt zugiger Hügel ohne Abdeckung vorab. Wenn es wirklich hilfreich ist, kann ich GPS Koordinaten / Google Earth Link per PM schicken.

Auch ist mir klar, dass ich die beste Windlage durch Messung alternativer Standorte herausfinden kann. ;-)

Mein Frage war also in der Tat eher auf der theoretischen, strömungstechnischen Seite. Ich denke, dass es dazu Arbeiten geben muss?

 
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 13:55 Uhr  ·  #13
Vor dem Hügel ist besser als dahinter und je höher desto besser.

Mit der Drachenmethode kannst du die Anströmung in 7 Metern höhe testen. Wenn das Laminsr ist dann ist gut, wenn nicht dann nicht, dann muss es höher sein - so einfach ist das.

Eenn der Test ergibt dass die Anströmung laminar istdann ist alles super und dann würde ich genehmigungsfrei bauen. Ein Mittelwert von über 5 m/s ist immer noch wahnsinnig gut, da träumen die meisten von.

Je mehr Abstand zu dsn Bäumen,desto besser da Wind aich auch "hinterm" Windrad stauen kann.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 14:37 Uhr  ·  #14
Hallo HarryS,

bei 7 m würde ich den den alternativen Standort nehmen.

Hast du die Methode von Max soweit verstanden?
Weißt du was laminar bedeutet?
Weißt du was nicht laminar (turbulent) bedeutet?
Laminaren Wind kannst du für ein normales Windrad nutzen.
Weißt du wie du den Unterschied, mit der Methode von Max (Drachen) erkennen kannst?

Niemand wird eine theoretische Abhandlung über genau deine Situation gemacht haben. Die Themen wären Fluiddynamik für Flüssigkeiten (komplex) und Aerodynamik (komplexer). Mit diesen Suchworten findest du vielleicht schon einmal ein paar Dinge im Internet.

Es gibt auch Software die kann Strömungen simulieren, z.B. diese hier:
https://sim-flow.com/download/cfd-simulation-software/
Ich habe keine Erfahrung mit solchen Simulationen.
Messen vor Ort ist besser als simulieren.

Hilft dir das weiter?

Grüße
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 17:00 Uhr  ·  #15
Danke @Max und @Erdorf. Den Drachen muss ich besorgen, kann ich die nächsten Tage mal machen.

Laminar ist mir vom Segeln klar, am Drachen würde ich turbulente Situationen vermutlich durch starke links/rechts Bewegungen und Durchsacken erkennen?

Simulation schaue ich mir an. Ich kenne die Auftriebs-Vektoren bei Flugprofilen. Die Korrelieren ja mit der Beschleunigung der Luft entlang der längeren Tragflächenseite. Die theoretischen Frage war für mich also, ob dieser "Auftrieb" in Anstieg der Hügels positive oder wegen der konkaven Änderung von Gerade auf Aufwärts sogar negativ ist. Oben am Hügel müsste es maximal sein - hängt aber eben auch vom Abstand vom Boden ab...

Ich schaue mir die Simulation mal an.

Grüsse
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 17:50 Uhr  ·  #16
Hallo Harry,

Zitat
am Drachen würde ich turbulente Situationen vermutlich durch starke links/rechts Bewegungen und Durchsacken erkennen?
Das ist korrekt. Du bekommst das über die Kräfte mit und visuell noch besser mit einem Schwanz aus Flatterband.

Zitat
Die theoretischen Frage war für mich also, ob dieser "Auftrieb" in Anstieg der Hügels positive. ... Oben am Hügel müsste es maximal sein

Das wird positiv und oben am Hügel maximal. Eine laminare Strömung verdichtet sich dort was eine Erhöhung der Windgeschwindigkeit zur Folge hat. An dieser Stelle würde ich den Effekt nicht überbewerten wollen. Lasse mich aber auch gerne eines Anderen belehren. Langsame laminare Strömung ist wichtiger als schnelle turbulente (bei den Normalen Windrädern).

Ich hoffe das hilft wieder ein wenig mehr.
Ich wünsche noch viel Spaß mit dem Projekt :D
Und bitte, berichte weiter, wir sind an allem interessiert.

Grüße
Che
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 19:41 Uhr  ·  #17
Schon wieder so kopflastig, dass es mich ganz wuschig macht.
Wie hatte es letztens im Kabarett geklungen? "Die Deutschen sind so gründlich, sogar beim Staatsversagen."

Aber weiter zum Thema:
Ansich hatte ich bezüglich Widrose nur nach ner Adresse gefragt.
Aber wenn Du das selber versuchen willst, dann kannst Du nach dieser Anleitung es mit GPS-Daten versuchen. Bitte ansagen, wenn erfolgreich!
Darauf achten, dass Masthöhe 10m und die "energetische Windrose" erzeugt wird! Das ist die dritte.
Kannst ja mal anschließend einen Screenshot hier posten.

Dann kannst Du einschätzen, ob es sich lohnt, sich um den Wind von Hinten über den Wald zu kümmern nach folgendem Schema:
Abb. 22 in http://www.geopolos.de/Entwick…c528057653

Wenn das eher sinnlos ist, dann wohl Standort auf dem Hügel. Es sei denn, es besteht die Gefahr, dass die Mühle Euch beim Schlafen hindert, bei geöffnetem Fenster. Das wurde noch garnicht beleuchtet. Dies bezüglich bitte paar Worte zum Typ und zum Abstand Hügel-Schlafzimmer

Meine Schätzung: Auf dem Hügel. Vorgelagert aber auch nicht viel schlechter. Nur eben mehr Kabel.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 31.03.2021 - 21:21 Uhr  ·  #18
Abstand Hügel zu Haus / Schlafzimmer ist 60 Meter, kritisch bei Wind WSW. Ist einer der Gründe über die Position weiter im Westen nachzudenken. Da wären wir bei 112 Meter und hätten bei der kleinen Anlage gar keine Sichtverbindung zum Schlafzimmer. Anlage die ich mir aktuell anschaue ist die Braun Artemis 3.5kW (Option 2) bzw. 7.5kW (Option 1). Erstere habe ich bei 7 Bf (wurde zwischenzeitlich eingebremst) vor Ort gesehen. Bei offenem Fenster zu laut, geschlossen denke ich kein Problem. Bei starkem Wind ist das Fenster im Schlafzimmer allerdings immer zu, da haben wir Alternativen für die Lüftung.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 02.04.2021 - 09:11 Uhr  ·  #19
Hört hört! Antarisgeräusche könnten stören. Nun gut. Selbst der Hersteller schließt es für die Nacht nicht aus. https://i1.wp.com/www.braun-wi…=500&ssl=1
Erst wenn die WKA-Geräusche immer mehr als 6 dB unter den Gebäudegeräuschen wären, würden sie in diesen unter gehen.

Sende ne Windrose, dann sag ich mehr bezüglich 22m Mast etc.!

Andere Frage, was soll denn mit dem erzeugten Windstrom geschehen? Aufgeschlüsselt für beide Varianten bitte.
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Re: Standordplanung Kleinwindanlage

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Gepostet: 02.04.2021 - 11:51 Uhr  ·  #20
Anbei die Windrose für das Flurstück.
 


Die Windanlage würde netzparallel laufen, 22kWp PV und 13kWh Speicher sind vorhanden. Von Oktober bis März haben wir dennoch einen Unterdeckung von 3000kWh (teilgewerbliche Nutzung), in den anderen Monaten sind wir per Sonne nahe 100% Autarkie. Grob fehlen im Winter 22kWh am Tag. Der Strom aus Wind würde in Direktverbrauch/Speicher/Einspeisung gehen. Die Unterdeckung im Winter werden im Mittel von der kleinen Anlage nicht erreicht, bei der grossen gäbe es zusätzlichen Überschuss - also Einspeisung. Die grosse Anlage müsste einen realistische Business Case haben, bei der kleinen würde ich es als Investition in die Energiewende bzw. weniger "sunk cost" als bei der Grossen verbuchen. :-) Aber lassen wir das Thema Business Case hier mal lieber aussen vor. ;-)
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