Guten Morgen!

Ich bin Architektur-Student, und bearbeite gerade in meiner Masterarbeit ein Altbau in der Aachener Innenstadt.
Dieses Gebäude ist momentan ohne Dach 20m hoch, und überragt bereits alle umliegenden Gebäude um mehrere Meter.
Geplant ist, dem Gebäude ein neues Dach zu geben, mit historischen Ausmaßen ( da im Krieg zerstört ), was bedeutet, dass es quasi eine Krone von fast 8m bekommt.
In meinem Projekt ist der energetische Aspekt der Architektur auch sehr wichtig, d.h. ich plane bereits mit Solar- und PV-Anlagen etc.
Deswegen bin ich dann auch auf die Kleinwindkraftanlagen gestoßen und hab mich mal ein wenig Schlau gemacht was den Wind in Aachen betrifft.
Dieser kommt in der Regel aus Süd-Westen und weht durchschnittlich mit 3-5 m/s. Mein Gebäude liegt quasi perfekt auf dieser Windachse, d.h. der Wind würde genau über die lange Seite des Daches laufen.
Ich hätte dort oben ca. Platz für 3 Anlagen, mit einem Rotor-Durchmesser von ca. 2-3m
Diese sollen aber nicht noch höher gesetzt werden, sondern mehr oder weniger in die Fassade integriert werden.

Was ich leider garnicht so richtig herausbekomme ist ob sich das ganze lohnt. Anschaffungskosten etc. nicht mit einberechnet, eher was bekomme ich im Jahr, oder im Monat an Strom dazu? Was für eine Anlage lohnt sicht?

Kann mir da evtl. jemand weiterhelfen?

viele Grüße und Danke im Voraus,
StephanS.

Willkommen im Club!

Also ein Durchschnitt von 3-5 m/s ist kein Durchschnitt. Gehen wir einmal von 4 m/s in 28 Meter Höhe aus.

Turbinen in eine Dachkonstruktion zu integrieren, ist ein sehr kompliziertes Unterfangen, da sie mit den Turbulenzen, die durch den Bau entstehen, fertig werden müßten - und das nur sehr unzureichend tun. Selbst die freie Montage auf der geplanten Kuppel wirft diese Probleme auf. Um das etwas genauer zu bewertenm müsste man vielleicht einmal eine Planskizze sehen.

Wenn Effizienz im Vordergrund steht, läge die Wahl natürlich bei einem Horizontalachser. Aus ästhetischen Gründen könnten dann auch Vertikalachser in Frage kommen.

Hier hast Du einmal einen groben Überblick über die zu erwartenden Erträge. Allerdings solltest Du angesichts der Rauhigkeit im Stadtgebiet eher von weniger ausgehen. Quelle : http://www.solacity.com/SmallWindTruth.htm#MakingSense

Dieter

Einen guten Einblick gibt auch "Rooftop madness continues" von Hugh Piggot.

Mit Bft 3 wirst du kein Staat machen.
Ich habe gerade am Wochenende mein 1,2m Windrad aufgestellt und nicht gerade viel Wind 0-2 Bft oder 0-7km/h oder 0-2m/s aus Osten = Dorfrichtung.
In Böen fing das Rad´l schon mal an zu drehen aber auch nicht so dolle, vielleicht 1-2 U/s. (gemessen mit dem Hinguckometer )
Weil ich total heiß drauf war bin ich gleich zum Laderegler gerannt und hab mit einen Multimeter die 3 Phasen gemessen...
Ernüchternde 1,2V bei 4Hz sind gerade mal zwischen 2 Phasen angekommen, aber ich bin guter Hoffnung, dass mehr kommt wenn der Wind geht.
Herstellerangaben vom Ladebeginn bei 3m/s hab ich begraben

Interessant wär mal nen Bild oder ne Skizze wie du das machen willst und wie es aussehen könnte.

Turbulenzen bekommst du leicht mit einer langen Stange an der Baustellen-Flatterband befestigt ist raus. Einfach in den Wind halten wo der Rotor hin soll und schauen wie sich das Band bewegt.

Total Cool find ich ja Vertikalachser im Stadtgebiet. So ein Teil ist nicht hässlicher als nen Lüfter oder eine Klimaanlage. Dazu eignet sich so ein Vertikalachser super als Werbeträger und ist nicht so anfällig für Turbulenzen. Ich werd mir sicher auch noch irgendwann einen zulegen...

mehr als werbeträger sind es dann aber oft auch leider nicht

hauptsache Finger weg von sogenannten "Innovationen" und kompletten "neuen noch nie dagewesenen Erfindungen" mit gaaanz tollem Wirkungsgrad...wie diese komischen Walzenrotoren die man ja so toll in den First integrieren kann usw....son Zeug taugt alles nix außer als Abschreibungsobjekt...

Zudem sind vertikale Anlagen fast noch anfälliger gegenüber Turbolenzen als Horizontalachsanlagen. und das mit der Windrichtungsunabhängigkeit ist auch so eine Sache. Die wenigen Anlagen die wirklich so einigermaßen funktionieren gibts dann acuh erst in Größenordnungen die man sich nicht mehr aufs Dach sellen kann und will.

Ohnehin sind Geräuschübertragung übers Gebälk und Statik da ja auch noch mal so eine Sache...
Wenns also nicht nur Design sein soll, dann sollte man etwas horizontales dort platzieen...

Gruß
Max

Die Gebäudehöhe wäre verlockend aber eine Fassadenintergration macht überhaupt keinen Sinn. Es müsste eine freistehende Aufdach Mastmontage sein , vorzugsweise herkömmliche horizontal Bauart wie Menelaos bereits schrieb..
Ich würd mich daher eher auf vertikale 3 fach Verglasungen mit PV/ Warmwasserkollektoren im Schrägbereich beschränken die gut optisch integriert werden können und die Heizlast und Energiebedarf des Gebäudes gravirend senken. Ein muss für einen zeitgemäßen Architekten.
Habe mich bei Planung meines Hauses selbst mit den Energieaspekten eines modernen Gebäudes intensiv auseinandergesetzt/berechent und durchgeführt
Gruß Hans

Vielen Dank schonmal für die vielen Antworten!

das heißt, so ungefähr könnte ich mal von 700-800 kw/h ausgehen (auf Grund der Rauhigkeit). Das ist schonmal gut um einen Anhaltswert zu haben.
Ich hab mal 3 Bilder hochgeladen aus meiner letzten Präsentation um das ganze bissel anschaulicher zu machen.
Die Idee ist nämlich das Dach ganz schlicht zu rekonstruieren, d.h. damals waren dort oben 3 riesige Dachgauben.
Auf der Nord-West Seite würd ich dann die Gauben nutzen um die Windkraftanlagen unterzubringen.

http://s1.directupload.net/file/d/3143/ersnxvch_jpg.htm
http://s7.directupload.net/file/d/3143/22v6ubei_jpg.htm
http://s7.directupload.net/file/d/3143/xtibauvu_jpg.htm

Dass das ganze technisch extrem schwierig ist, war mir bewusst... es geht auch ein wenig darum einfach auszuprobieren was möglich ist, oder was in Zukunft möglich sein könnte, und dafür
innovative Konzepte zu entwickeln. Wobei die Idee und die Umsetzung momentan noch bei mir in der Schwebe sind und ich mich einfach mal in alle Richtungen schlau mache.

@hans , wie bereits geschrieben, sind PV und Solar-Anlagen bereits eingeplant, aber nicht für dieses große Gebäude. Zu meinem Projekt gehören noch 2 andere Bauten, und 2 Erweiterungen, allerdings sind diese Gebäudeteile nicht annähernd so Hoch wie mein 20+8m Haus.

vielen Dank nochmal an alle!

Die Windräder sind viel zu niedrig geplant. Mindestens eine Seite wird so komplett durch den Giebel vor Wind "geschützt". Außerdem sollten die Anlagen versetzt stehen, weil sie sich sonst Windschatten "spenden".

Wie XXL Ray...

Und dazu noch: Der auf die nach Südwesten zeigenden Seite des Daches auftreffende Wind wird extreme Turbulenzen erzeugen, möglicherweise den Wind sogar nach oben "wegsaugen". Das mögen solche Turbinen nicht. Ich kann das bei mir sehr gut beobachten: Kommt der Wind aus Südosten, steht vor meiner Turbine das Haus mit einem Walmdach. Obwohl die Achse der Turbine, die zehn Meter vom Haus entfernt steht, 2,50 m höher als der Dachfirst liegt, tut sich die Mühle dann schwer, stoppt manchmal abrupt, dreht sich manchmal sogar um 360 Grad um die eigene Achse, findet praktisch keine einigermaßen stabile Stellung...

Dieser Effekt wird bei Deiner Konstruktion noch verstärkt. Denn wenn der Wind nicht genau senkrecht auf die Repeller trifft, entstehen durch das Gehäuse ringsum weitere Turbulenzen. Meines Erachtens wird bei dieser Anordnung die zweite Turbine schon kaum noch etwas produzieren. Die dritte dann so gut wie nichts mehr.

Deine Windrose enthält, wie in unseren Breiten üblich, auch einen nicht unerheblichen Nord-Ost-Anteil. Der kann überhaupt nicht genutzt werden, denn die Turbinen können sich nicht in den Wind drehen...

Hier: http://kleinwind.htw-berlin.de…n_2012.pdf

findest Du einen Zwischenbericht über eine Berliner Studie zum Thema KWA auf Gebäuden

Das ist deren Homepage: http://kleinwind.htw-berlin.de/website/index.php?id=45#c136

Fazit: In meinen Augen ist eine KWA selbst oberhalb des Firstes nicht wirklich gut positioniert, unterhalb mit Sicherheit nicht - zumindest, wenn es um Ertrag geht. Aber selbst wenn es um ästhetische Gründe gehen sollte: Eine sich nicht oder sehr ungleichmäßig drehende Turbine ist keine große architektonische Bereicherung. Von den Lärmemissionen und Vibrationen ganz zu schweigen - wenn sie sich denn ab und an mal dreht...

Wobei ich Dir ein solchers Projekt bestimmt nicht ausreden möchte. Aber in der hier angedachten Form halte ich es nicht für schlüssig.

Dieter

Hey!
Ich find das ehrlich gesagt sehr hilfreich gerad alles, und von "projekt ausreden" kann garnicht die Rede sein
Ich hab mich ja extra hier angemeldet um herauszufinden ob so etwas funktioniert, bzw. potential hat, und jetzt weiß ich dass ich in die Richtung nicht mehr weiter recherchieren muss

Zum Thema Dachgiebel: Hatte ich auch ganz vergessen zu erwähnen: Ich hätte die eine Dach-Seite natürlich so geformt, dass der Wind nicht gestoppt wird. Könnte das mit Vasari von Autodesk simulieren.
Dass die hintereinander angeordneten Rotoren nichts bringen wusste ich z.B. nicht. Dachte der Wind würde dadurch gesogen werden. Aber somit hab ich wieder was gelernt !

Somit vielen Dank für die schnellen Antworten

So nach dem Motto: Je mehr man hintereinander setzt, um so mehr Wind wird angesogen! Wenn ich das in meinem Club erzähle...
Oder haben wir nicht verstanden, dass Du die Turbinen mit Motoren antreiben willst?

Dieter

ich glaub man merkt einfach dass ich mich mit solcher Technik nicht so gut auskenne
darum ja auch Architektur, und nicht Maschi oder Bauing bin halt eher der kreative

Unabhängig von dem kleinen "Denkfehler"... Es ist ja durchaus begrüßenswert, wenn sich Architekten darüber Gedanken machen, wie man ein Gebäude zur Energiequelle machen kann. Dazu gehört natürlich auch der Wind als Möglichkeit. Leider ist mir aber bisher noch kein Projekt begegnet, wo man bei vertretbaren Kosten mit einer befriedigenden Ausbeute Windenergie-Anlagen in Architektur integriert hat. Meist erfüllen solche Anlagen nur Image-Zwecke oder die eines kinetischen Kunstwerkes, wirtschaftlich wirklich sinnvoll sind sie nicht.

Das soll aber niemanden daran hindern, weiter über Konzepte nachzudenken....

Dieter

Wie soll denn das gehen? Windschatten ist Windschatten.

Ich könnte mir schon vorstellen, dass man ein Dach mit einer einigermaßen laminar anliegenden Strömung konzipieren kann. Aber sichlich nicht in dem hier vorliegenden Kontext...

Dieter

...das war nicht auf den Windschatten bezogen....Die hintereinanderschaltung der Anlagen hat ja jetzt nicht soviel mit morphen des Daches zu tun!

@dig-it

ich bin bei meiner Recherche auf diese Gruppe hier gestoßen:
http://www.ea-energiearchitektur.de/
Die nutzen teilweise auch Windkraft in ihren Entwürfen und sagen dass die pro Anlage 3,5kW bekommen.
Und die liegen keine 28 Meter hoch, daher dachte ich das wär ja auch interessant für mich

Hab den Link etwas durchstöbert.
Als Leiter der Entwicklung der "Gehäusewindturbine" wurde ein gewisser "Dipl. Ing René Unger" genannt.
Der wird doch nicht mit dem vielerseits bekannten "Fritz Unger" verwandt sein???

Och nö - nicht schon wieder ne Mantelturbine...

Die gezeigte Turbine hat geschätzte 4 Meter Durchmesser. Sie geben 3,5 KW/h an, ohne weitere Einzelheiten zu nennen. Die kann sie theoretisch vielleicht im Windkanal erreichen, aber nicht als Nenneleistung unter "Realworld"-Bedingungen. Da dürften 2 KW/h schon ein guter Wert sein. Deine geplante Turbine hat 50 - 75% dieses Durchmessers. Du hättest dann rund 1/8 bzw. 1/4 dieser Leistung. Und das auch nur, wenn der Wind genau aus der richtigen Richtung kommt...

Der Produktprospekt enthält nicht eine konkrete Angabe über Leistungskurven, geplante Lebensdauer, Wartung, Geräuschentwicklung... Ohne das ist die Anlage keine weitere Überlegung wert.

Dieter

Hallo,
hier mal was zum Rechnen in Excel vom Fraunhofer IWES.
*Small Wind Turbine YieldEstimator*
*Wie viel Ertrag ist möglich?*
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