Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

 
hangingloose
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Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 22.01.2024 - 08:21 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

nachdem meine 25kWp PV Anlage die Woche in Betrieb gehen dürfte, wäre die Frage nach dem nächsten "Projekt".

Ich habe mir eine Wetterstation "Bresser WSC" gegönnt.
https://www.bresser.de/Wetter-…ensor.html

Die Messwerte logge ich in Home Assistant.
 


Mir ist klar, dass ich zwar auch die Windrichtung angezeigt bekomme, diese aber keine Rückschlüsse auf laminare oder turbulente Windrichtung zulässt. Auch ist die Messgenauigkeit nur als Indikator zu sehen.
Mir stellt sich dennoch die Frage, ob man aufgrund des Verlaufs Rückschlüsse auf einen möglichen Ertrag ziehen könnte..

Als Windrad stelle ich mir aktuell (sofern sinnvoll) ein Ista-Breeze I2000 Windsafe vor.
Wenn man aus so einem Verlauf was interpretieren könnte, wäre die nächste Frage, wie ich die potentielle Leistung autom. errechnen könnte.. Da ich dies aber nicht als trivial ansehe, wäre erst mal die Frage, wie sinnvoll es mit der Hardware / Kombination überhaupt wäre. Vermutlich rechnet sich das Windrad bei uns nie und nimmer....

Dennoch danke für eure Meinung ;-)

VG
André
Che
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 22.01.2024 - 19:42 Uhr  ·  #2
Damit wir in so einem Bild was erkennen, muss es als Anhang beigefügt werden!

Um sicher auf die Eignung eines Standorts zu schließen, muss der Jahresmittelwind bestimmt werden.
Entweder die Wetterstaion kann das selber oder es müssen die Daten regelmäßig an Onlinedienste wie z.B. Weather Underground oder Weathercloud übermittelt werden. Dort ist dann wohl ne Mittelwind-Funktion nutzbar.
WL 01 kennt sich da aus.

Idealerweise muss aber 1 ganzes Jahr gemessen werden.

Hast Du einen belastbaren Jahresmittelwind, kannst Du folgenden Link benutzen.
Forum/cf3/topic.php?t=6884
Oder ich rechne Dir das mal schnell aus.

Kommt dann noch darauf an, was am Windrad dran hängt. Ein Akku oder ein Einspeise-WR.
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 23.01.2024 - 07:38 Uhr  ·  #3
Zitat geschrieben von Che

Damit wir in so einem Bild was erkennen, muss es als Anhang beigefügt werden!

 

Mir ging es ja nicht darum, ob jemand den Tagesertrag ausrechnen kann, sondern ob man generell Rückschlüsse ziehen kann.

Wenn das Möglich wäre, würde ich mir in meinem "Leitsystem" oder Smart Home Programm versuchen die Stromerzeugungen zu simulieren und zu summieren.

Zitat geschrieben von Che

Um sicher auf die Eignung eines Standorts zu schließen, muss der Jahresmittelwind bestimmt werden.
Entweder die Wetterstaion kann das selber oder es müssen die Daten regelmäßig an Onlinedienste wie z.B. Weather Underground oder Weathercloud übermittelt werden. Dort ist dann wohl ne Mittelwind-Funktion nutzbar.
WL 01 kennt sich da aus.

Damit ich die Daten in mein Home Assistant bekomme, muss ich sie beim Online dienst Weather Underground speichern.
Aber ich bin davon ausgegangen, dass eine Anlage die am Tag 12h 10m/s sieht (und 12h nix) mehr Leistung bringt, wie eins, das 24h nur 5m/s Wind hat.
Aus dem Grund interessiert mich halt die Auswertung in Home Assistant auf möglichst kleiner Zeiteinheit.


Zitat geschrieben von Che

Idealerweise muss aber 1 ganzes Jahr gemessen werden.

Das Versuche ich jetzt zu loggen ;-) Stehe also quasi ganz am Anfang...

Zitat geschrieben von Che

Kommt dann noch darauf an, was am Windrad dran hängt. Ein Akku oder ein Einspeise-WR.

wie geschrieben stelle ich mir aktuell ein Ista-Breeze I2000 Windsafe inkl. Netzeinspeisung vor.
Sollte ich bis zum Kauf der Anlage meine PV Anlage doch mit einem Akku ausgestattet haben, könnte ich mir auch vorstellen, diesen zu nutzen, dann wäre es ein 48V Akku... z.B. Pylontech...aktuelll gehe ich aber von Netzeinspeisung aus.
Carl
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 23.01.2024 - 08:03 Uhr  ·  #4
"Aber ich bin davon ausgegangen, dass eine Anlage die am Tag 12h 10m/s sieht (und 12h nix) mehr Leistung bringt, wie eins, das 24h nur 5m/s Wind hat."

Stimmt so nicht weil mit der Verdopplung der Windgeschwindigkeit etwa 7-9 facher Ertrag reinkommen kann. Das Verhältnis Windgeschwindigkeit -Leistung ist unproportional zueinander.
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 23.01.2024 - 10:21 Uhr  ·  #5
Davon bin ich ja auch ausgegangen!
ich wollte damit nur darauf hinaus, dass ich möglichst genau die Leistungen ermitteln möchte und nicht den Mittelwert am Jahresende nutzen will.
Deswegen auch der Hinweis mit doppelter Windgeschwindigkeit in halber Zeit.

Wie könnte man denn am einfachsten überschlagsmäßig die Leistung summieren?
aktuell stelle ich mir folgendes vor:
Ausgehend von dem Leistungsdiagramm:
https://istabreeze.store/produ…2000-reihe

Wind unter 4m/s =0W
Wind 4bis9m/s = mx+b (m= 66 / b=0)
Das sollte eine gute Annäherung der Kennlinie in dem Bereich sein.
Wind 9bis14m/s = mx+b (m= 240 / b=-1510)
Wind über 14m/s =0W (Helikopterstellung keine Ahnung, ob da Leistung generiert wird)
Natürlich könnte man die Kennlinie auch durch noch mehr Bereiche (Geraden) aufsplitten, die beiden sollen eher nur als Gedankengang dienen.
ggf. noch mal 20% Leistung für 5 Flügel und Anströmung (ist nicht sooo perfekt laminar) abziehen.
Kann man sich so der Kennlinie annähern???
Che
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 23.01.2024 - 16:28 Uhr  ·  #6
An solchen Spekulationen beteilige ich mich nicht.
Auch nicht daran, von dem Windprofil weniger Tage auf einen Jahresertrag zu schließen. Es ist fruchtlos.

Versuche mal, mit dem Globalwindatlas einen Jahresmittelwind zu bestimmen! Kommst Du da auf wesentlich unter 4 m/s und ist zumindest die Hauptwindrichtung nicht frei von Hindernissen, dann wird es eng. Zumal die Ista 2000-48 3-Blatt erst bei 5,8 m/s anläuft. Gilt auch für die Windsafe, denn die hat den selben Generator.
Laufen allerdings bis 3 m/s weiter, dann mit erklecklichen 13W.

Bei 25 kWp PV kann man Netzeinspeisung mit Vertrag vermuten.
Dann dafst Du aber nicht einfach Deinen Windstrom dazu mogeln! Brauchtest einen 2. Zähler und einen 2. Einspeisevertrag.

Lediglich wenn alles in einen Akku geht, dann autarke Insel oder aus der Batterie ins Hausnetz (am öffentlichen Netz) mit Nulleinspeisung, dann kannst Du die Batterie sowohl mit PV als auch mit Windstrom (über extra Laderegler) bestromen.
Fließt ja nichts ins öffentliche Netz.

Eine i-2000-48 ist aber in der Lage nur 24V Akkus zu laden!

Zu guter Letzt noch der Hinweis, dass in den meisten Bundesländern bis auf Niedersachsen nur bis 3m D genehmigungsfrei ist,
und das auch nur in Außenlagen.

Vielleicht auch interessant, was ich hier geschrieben habe: Forum/cf3/topic.php?p=73496#real73496
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 23.01.2024 - 22:17 Uhr  ·  #7
Zitat geschrieben von Che

An solchen Spekulationen beteilige ich mich nicht.
Auch nicht daran, von dem Windprofil weniger Tage auf einen Jahresertrag zu schließen. Es ist fruchtlos.

Das ist auch nicht meine Intention. Warum mache ich das, damit ich mit dem Home Assistant im Sommer ein Halbjahr auswerten kann, ggf. aber auch ein Jahr warte, ob sich eine Windkraftanlage lohnt.
Die Bedenken teile ich und ich vermute auch, dass sich eine Windkraftanlage nicht lohnen wird. Ein Versuch (ohne groß Geld zu investieren) ist es aber wert. Ich würde ja am Jahresende nur sagen können, dass gemäß den Daten der Ertrag bei den Annahmen x kWh hätte ergeben dürfen...
Dass ich damit deutlich über den Eigenbedarf komme, halte ich für unrealistisch... unser Eigenbedarf ist mit einer Grundlast >400W schon recht gut und von den 4 Personen im Haushalt sind 2 Rentner ;-)

Zitat geschrieben von Che

Zumal die Ista 2000-48 3-Blatt erst bei 5,8 m/s anläuft. Gilt auch für die Windsafe, denn die hat den selben Generator.
Laufen allerdings bis 3 m/s weiter, dann mit erklecklichen 13W.

Wenn Ista, dann wohl die 5Blatt Version da ich eher in Schwachwinddeutschland wohne...

Zitat geschrieben von Che

Bei 25 kWp PV kann man Netzeinspeisung mit Vertrag vermuten.
Dann dafst Du aber nicht einfach Deinen Windstrom dazu mogeln! Brauchtest einen 2. Zähler und einen 2. Einspeisevertrag.
...
Zu guter Letzt noch der Hinweis, dass in den meisten Bundesländern bis auf Niedersachsen nur bis 3m D genehmigungsfrei ist,
und das auch nur in Außenlagen.


Das sind die Fragen, die mir zwar bewusst sind, aber über die ich mich bisher nur grob informiert habe, da ich (leider) immer noch davon ausgehe, dass eine KWA bei uns nicht wirtschaftlich ist.
Zwei windreiche Tage pro Monat reicht leider nicht aus um schwarze Zahlen zu erwarten.
Che
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 24.01.2024 - 10:14 Uhr  ·  #8
Bei der 5-Blatt Version ist aber der Nabenstern zu instabil. Wurde hier im Forum schon berichtet, dass er sich im Wind verbogen hat.
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Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 25.01.2024 - 08:21 Uhr  ·  #9
es wurde aber auch schon eine passende Lösung dafür realisiert, die den bestehenden Stern unterstützt.
In wie fern die Windsafe Lösung den Druck auf den Stern reduziert kann ich aktuell nicht bewerten.

Vermutlich wird das Ergebnis aus der Ertragssimulation eh ergeben, dass es sich gerade so die Waage hält, was Ertrag und Verbrauch angeht... ggf. ein paar Watt + ergibt.
Einen ROI in 20 Jahren werde ich vermutlich nicht erreichen können. Aber dafür mache ich den Aufwand ja.
Klar ist auch, dass ich nicht einen windigen Tag / Woche / Monat auf das ganze Jahr hoch skalieren kann.

Die Simulation steht jedenfalls schon mal... Die Kennlinie von der HP IstaBreeze habe ich zw. 4 und 14m/s in 5 geraden aufgeteilt und den Stromwert (ist ja Generator) mit 90% Wirkungsgrad multipliziert.
Unter 4 und über 14m/s erzeugt die Simulation 0 Leistung, aber verbraucht 5W.
Da ich leider die Windgeschwindigkeit in km/h anstatt m/s bekomme, habe ich den Faktor 3,6 bei der Berechnung ergänzt.

Für die, die es interessiert, wie der Eintrag bei Home Assistant ausschaut, hier der Eintrag:

```
# Berechnet eff. Leistung von einem Windrad inkl. Verluste und Wirkungsgrad
- name: Windrad_eff(W)
unique_id: "Windradeffwatt"
state_class: measurement
icon: mdi:transmission-tower
unit_of_measurement: W
device_class: power
state: >
{% if states('sensor.wind_speed') | float(0) >=11 and states('sensor.wind_speed') | float(0) <18 %}
{{ ( (states('sensor.wind_speed') | float(0) ) * 18 -180 ) | round (3) }}
{% elif states('sensor.wind_speed') | float(0) >= 18 and states('sensor.wind_speed') | float(0) <25.2 %}
{{ ( (states('sensor.wind_speed') | float(0) ) * 26.253 -345 ) | round (3) }}
{% elif states('sensor.wind_speed') | float(0) >= 25.2 and states('sensor.wind_speed') | float(0) <37.4 %}
{{ ( (states('sensor.wind_speed') | float(0) ) * 34.02 -567 ) | round (3) }}
{% elif states('sensor.wind_speed') | float(0) >= 32.4 and states('sensor.wind_speed') | float(0) <39.6 %}
{{ ( (states('sensor.wind_speed') | float(0) ) * 47.754 -1062 ) | round (3) }}
{% elif states('sensor.wind_speed') | float(0) >= 39.2 and states('sensor.wind_speed') | float(0) <46.8 %}
{{ ( (states('sensor.wind_speed') | float(0) ) * 65 -1820 ) | round (3) }}
{% else %}
{{5.0 * -1}}
{% endif %}
```
Uwe Hallenga
SiteAdmin
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Geschlecht:
Alter: 63
Homepage: kleinwindanlagen.d…
Beiträge: 1602
Dabei seit: 03 / 2005
Betreff:

Re: Rückschlüsse von Windmessung auf Ertrag - Wie realistisch wäre diese?

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Gepostet: 21.02.2024 - 10:18 Uhr  ·  #10
Es gibt verschiedentliche Programme und auch konfortable Excelblätter die aus der gemessenen Windgeschwindigkeit direkt aus der Leistungskennlinie einen Ertrag berechnen. Ganz schlicht und einfach aus einem 10Minuten Mittelwert wird auch nur ein 10Minuten gemittelter Ertrag. Bei Stundenwerten wird es nur ein entsprechend glattgezogener Mittelwert usw usw.. Habe ich aus irgendwelchen Statistiken und Windkarten nur einen Jahresmittelwert erhalte ich auch entsprechend nur diesen Wert.
Dazu ist immer zu bedenken, das a) das Messgerät eine wie auch immer ausgelegte Genauigkeit von +/- einigen Prozenten bis zu +/-1m/s hat und b) die angegebene Leistungskennlinien der Hersteller ja auch erstmal stimmen müsssen und das ist leider auch nicht gerade die Regel und c) wurde denn genau auf dem Platz und in der Höhe der zukünftigen Windanlage gemessen oder wie weit bin ich mit der Windmessung entfernt vom geplanten Standort in Abstand und Höhe.
Für die eigene Planung und Wirtschaftlichkeitsberechnung kommt es in erster Linie darauf an was Du von der Windanlage erwartest. Wird sie nur dafür gebraucht um ein kleines Getränkebecken auf der Pferdeweide im Winter eisfrei zu halten oder soll die Anlage ganzjährig Strom in mein Hausnetz einspeisen und meine PV-Anlage unterstützen. Beide Ansätze führen zu unterschiedlichen Windanlagen und Auslegungsideen, die Windmessung bleibt immer die gleiche: möglichst genau, möglichst an dem späteren Standort, möglichst in der gleichen Höhe.

In der Profiwindmessszene wird ausschließlich mit 10minuten Mittelwerten gerechnet, die Anemometer und Windfahnen sind kalibriert (plus Lufttemperatur, plus Luftdruck) und selbstverständlich wurden auch die Leistungskennlinien der zu berechnenden Windanlagen sehr präzise vermessen. Das alles ist nur nix für die Kleinwindanlagenszene mit den etwas schmaleren Geldbeuteln.

Wir haben hier im Forum an anderer Stelle diverse Programme und Tools zur Messdatennutzung schon vorgestellt und beschrieben. Bitte danach selbst suchen und erst bei Nichtfinden mit Nachricht an mich.

Weiterhin viel Rückenwind
Uwe

(PS. Ich habe immernoch kleinere Windmessgeräte (speziell kleine Datenlogger ohne Anemometer) im Lager rumliegen die für kleines Geld den Besitzer wechseln können)
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