Moin zusammen!

Ich bin jetzt hier neu eingestiegen. Das Thema Kleinwindkraftanlage bewegt mich aber schon mehr als ein Jahr.
Ich möchte jetzt konkreter werden, was für eine Möglichkeit sich hier bei mir ergeben könnte.
Ich habe seit Februar 2022 eine Windmessung an dem Standort laufen. Die Daten (halbstündlich) habe ich in einer Exel Tabelle
abgespeichert. Frage: hat jemand ein Auswertungsformel für Exel?
Ziel soll sein, eine 2 bis 3KW Windkraftanlage mit an das Hausnetz anzuschließen, um dann den Ertrag direkt zu verbrauchen.
Als absoluter Laie bin ich sehr dankbar für mögliche Umsetzungen. Bei mir gibt es eine PV- Anlage von Fronius inkl. Wattpilot.

Mir ist bewusst, das wir bei der Windanlage über Watt Erträge sprechen. Gefühlt sind hier im Norden die Sturmgebiete weniger geworden... Aber diese Alternative im richtigen Kostenrahmen würde ich doch umsetzen wollen.

Ich bin gespannt auf eure Antworten!

Grüße von der Ostsee kurz vor Dänemark
waterkantwind

Hallo waterkantwind

Also mit der Exeldatai Lösung kann ich nicht dienen , aber warum sagst Du nicht einfach wass die Messungen erbracht haben ? Deinen Standort , deine PV , ....Hasst Du einen Speicher etc ?

Hallo,


Was wird denn halbstündlich abgespeichert?
Kannst du mal ein Beispiel eines Datensatzes mit Einheiten machen?
Wenn du die Windgeschwindigkeit abgespeichert hast,
Was denn genau? Peak, Mittelwert über die 30 Minuten, irgendein Wert innerhalb der 30 Minuten?
Wenn du einen Mittelwert hast, wie gemittelt? Arithmetisch? Quadratisch? Kubisch?
Auf Basis welcher Einzelmessungen? Welche Zeitintervalle?

Grüße

Wenn das mal geklärt ist,
es gibt bei EXCEL die MITTELWERT-Funktion. Arithmetischer Mittelwert, wäre hier wohl sowieso passend.
Wenn zu kompliziert, müsstest Du mir den Datensatz per PN zukommen lassen.

Hatte mal bei dieser Wetterstation nachgefragt.

Weiterleitung des jeweiligen Istwertes, hier wohl alle 60s. Also keine vorgelagerte Mittelwertbildung über 60s am Außensensor.

Hallo Che,

du weißt ja mehr, deswegen frage ich noch einmal nach um es besser zu verstehen.

Hältst du ein arithmetisches Mittel der Windgeschwindigkeit über 30 Minuten für ausreichend um eine Leistungs- und Energieprognose zu wagen?

Der Wind geht ja mit dritter Potenz in die Leistung rein und 30 Minuten sind eine lange Zeit in Bodennähe.
Wie wird dass dann beim arithmetischen Mittel mit berücksichtigt?

Merci

Mag die Wichtigkeit der Winddaten ja intresannt sein , aber dies sagt noch lange nicht eine zu erwartende Watt Bilanz aus von einer Windkraftanlage , bei PV weiss ich es sind ca 1000 kwh pro 1 kW PV pro Jahr egal welches Modell

Moin!

Entschuldigt das späte Antworten. Ich komme am WE immer erst dazu.

Ich habe eine Wetterstation von PCE -FWS 20N. Die Messeinheit ist an einem Fahnenmast in ca. 8,50m Höhe angebracht.
Die Daten überspiele ich monatlich auf den PC. So wie ich das denke, wird alle halbe Stunde die aktuelle Windstärke abgespeichert, die Windrichtung, und Windspitzenwerte werden erfasst, mit der dazugehörigen Zeit.
8 02.12.2022 12:45 2,4 4,1 ENE 4,1 m/s ist Spitzenwert. So einen Datensatz gibt es jede halbe Stunde....

Leider wohne ich in einer Knicklandschaft, so dass ich den gleichmäßigen Wind nicht so richtig abgreifen kann. Bei 10m Höhe ist hier Schluss ohne Baugenehmigung.

Zur PV: ca. 2,4 kwp Richtung Ost 45 Grad, der Rest Süd 45 Grad. Läuft optimal. Weihnachten an einem Tag 15 kw Ertrag, das hätte man mit einer Windanlage schwer hinbekommen. Ein 5 kw Speicher puffert sehr gut den Überschuss, wenn nicht ein Auto dran hängt.

Grüße, waterkantwind

Mich würden halbstündliche Daten und deren Schwankungen schon interessieren.
Und dann mit der dritten Potenz das Mittel bilden und daraus die Kubikwurzel.
Dann bekäme man vielleicht ein Gefühl was die Schwankungen bei böigem Wind an Mehrertrag gegenüber dem einfachen arithmetischen Mittel bringen.

Edit: Offenbar sind auch kürzere Intervalle auswählbar:Dann wären 5-Minuten-Intervalle interessanter

Also ich lese in der Spezifikation der verlinkten Wetterstation "Messintervall: 48 Sekunden".

In der Bed.-Anleitung dann:
"9.2 Datenabruf
Manche Wetterdaten oder Einstellungen können nur am PC ausgelesen, verarbeitet und
angezeigt werden. Nur hier kann auch das Speicherintervall für die Datensätze auf einen Wert
zwischen 5 und 240 Minuten eingestellt werden."

Ist irgendwie widersprüchlich. Kann aber im Gespräch geklärt werden. Die haben einen guten Telefonservice.

Neuer Gedanke: "Speicherintervall der Datensätze", also wohl alles, was im 48s-Takt in z.B. 5 min lang gespeichert wurde.
Möglicherweise, wenn ständig Verbindung zum PC besteht.

Wie bist Du zufrieden mit der Wetterstation?

Welches Kriterium setzt Ihr an, sich mit dem arithmetrischen Mittel nicht zufrieden zu geben, sondern das quadratische oder gar kubische zu wählen?

Nachtrag:
"Das geometrische Mittel ist stets kleiner oder gleich dem arithmetischen Mittel." So steht es bei WIKIPEDIA.
Also warum beim Mittelwind unbedingt dieses, und nicht das arithmetische?

@Che

Das geometrische Mittel ist hier nicht gemeint, gemeint ist ein kubisches Mittel.

Beispiel:
1 2 3
Arithmetisches Mittel = 2 = (1 + 2 + 3) / 3 = 6 / 3 = 2
Quadratisches Mittel = 2.Wurzel von (1*1 + 2*2 + 3*3) / 3 = 2,16
Kubisches Mittel = 3.Wurzel von (1*1*1 + 2*2*2 + 3*3*3) / 3 = 2,29

Das Quadratische Mittel ist stets höher oder gleich dem arithmetischen Mittel.
Dito für das Kubische Mittel.

siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Quadratisches_Mittel

Wenn eine Messegröße kubisch, in einen indirekten Messwert hinein geht, wie bei uns die Windgeschwindigkeit in die Windleistung, dann wäre es, zumindest theoretisch, richtig den Mittelwert entsprechend auch so zu berechnen.

Wobei praktisch, das Windrad ja auch träge ist. Insofern finde ich arithmetische Mittelwerte auf Minuten Basis schon ok,
weil das Windrad ja auch Zeit braucht um sich auszurichten und die Elektronik nach regeln muss.

Nur bei Intervallen von 30 Minuten oder mehr, unterschätzt ein arithmetisches Mittel der Windgeschwindigkeit die Windleistung ggf. stark. Damit kann man natürlich auch arbeiten, z.B. weil man andere Dinge nicht betrachtet.

Grüße

Ich denke, dass unabhängig ob nun alle 5 min oder 240 min Datenpakete übertragen werden, alle 48s ein Messwert vor liegt.
Da wärst Du ja zuffrieden mit dem arithmetischen Mittel.

Besser wäre die Erfassung alle Sekunde, und auch die Übertragung. Dann hätte man die Vw sogar in Echtzeit.
Würde aber Senderseitig wohl zu viel Energie kosten. Datensätze übers Jahr auch zu groß.

Einfach mal so auf quadratisches Mittel um zu schwenken, oder gar kubisches, finde ich schon mutig.
Dass dabei mehr raus kommt, darf als Argument nicht genügen.

Man müsste mal ergründen, was die Onlinedienste machen. (Z.B. Weather Underground; Ecowitt Weather)
Dort nachsehen, was sie in einem Monat für einen Mittelwind ausweisen, und den vergleichen mit dem selbst ermittelten anhand der eigenen Daten.

Alle z.B. 48s ne Stichprobe birgt aus meiner Sicht ne Ungenauigkeit. Statistiker könnten die vielleicht benennen.

Es werden ja auch Böen angegeben - und was als Böe zählt ist hier definiert.

Das lenkt ab davon, wie denn der Mittelwert zu berechnen ist.

Bö: "mindestens 3 Sekunden anhaltend) um mindestens 5,0 m/s (10 kn) überschritten wird." Bei 30 m/s wären 5m/s vergleichweise wenig. Bei 10 m/s aber 50% !!

Bei der Definition der Jahresbö und 50 Jares Bö für die Windkraft geht man von einem Anstieg auf 1,4-fache Windgeschw. aus.
Dauer 7s, davon das Dach aber nur 3s.

... Der war gut!

Dauer 7s, davon das Dach aber nur 3s.
Applaus.
WKA ohne Sturmsicherung dann 500 m weiter?
Oha.

Hallo,
bin durch Zufall mal wieder auf dieses Thema gestoßen, und habe bei Gasch (Prof.)/ Twele, Windkraftanlagen 7. Aufl. nachgeschaut, ob ich zur Mittelwertbildung was finde. Bin auf S. 136 fündig geworden:



Die Gleichung besagt Flächenbildung unter dem Verlaufsgraph geteilt durch Messzeit. Also eindeutig arithmetisches Mittel.

Allerdings muss man feststellen, dass ein wahrer Verlauf im Windprofil so zackig nun auch wider nicht ist. Vielmehr scheinen auch hier (diesmal alle 5s) Messwerte gespeichert worden sein und dann durch z.B. EXCEL lediglich mit geraden Linien verbunden.

Also ist es auch richtig, und sogar naheligender, alles Messwerte zu summieren und durch deren Anzahl zu teilen. Wobei wir wieder bei der MITTELWERT-Funktion von EXCEL wären.

Diesen (einfachen) Mittelwind braucht man z.B. für die Zuordnung eines Standortes zu Windklassen.

Was aber nicht geht, den Mittelwind in die Leistungsformel ein zu tragen und damit den Jahrtesertrag ausrechnen zu wollen. Klar kann man alles machen, aber dann bekommt man als Jahresertrag (über 8765h) nur ca. die Hälfte des Möglichen.

Hatte ich mich vor vielen Jahren gewundert, dass als Korrektur mit 2 multipliziert wurde. Ist aber in Annäherung richtig und hier eingeflossen. Forum/cf3/topic.php?t=6884

Ob die Berechnung mit dem kubischen Mittel diese Korrektur überflüssig macht, muss mathematisch bewiesen werden oder zumindest anhand von Beispielen aufgezeigt.

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Bleibt immer noch die Frage, wie genau das Jahresmittel sein kann, wenn von einer (einfachen) Wetterstation nur alle 60 oder gar 90s ein Istwert übermittelt wird.
Wenn vor dem Senden schon Teil-Mittel gebildet werden würden, wäre es wohl genauer. Das aber verlangt Rechenleistung und damit höheren Energieverbrauch an der Sensoreinheit. Außerdem Sonderbehandlung bezüglich Windmessung. Ist es bei Temp. und Luftfeuchte doch belanglos, wenn in größeren Intervalllen Istwerte gesendet werden.

Hallo,

habe "vom Windmühlenhügel" von dortiger Wetterstation ECOWITT GW1101 für das 2. Halbjahr 2025 für EXCEL Daten bekommen und den Mittelwind über die MITTELWERT-Funktion bestimmt, s. Feld AC 189 im Anhang.

Es ist angenehm, dass zusammengefasst jeweils nur 1 Zeile pro Tag exportiert wird. Das bedeutet, dass beim Wind ein Tagesmittelwert erzeugt wurde, im Spaltenkommentar als solcher bestätigt.

Vom 28.10. bis 18.11. fehlen die Werte. Der mir mitgeteilte Grund: "Interne Batterie war leer".
Das ist aber für das Halbjahresmittel weniger schlimm.

Für die Mittelwertbildung aber hätten die Zeilen ansich gelöscht werden müssen.
Da die Striche "-" in den Feldern aber nicht als Zahlen (Null) erkannt werden, konnte ich es lassen. Es macht keinen Unterschied.

Apropos Zellenformatierung: Das Schriftformat ist von Haus aus 宋体 , trotzdem für den Europäer gut lesbar.

Da in noch zu verlinkender Jahresauswertung der Oktober um den Faktor 2,12 mehr Leistungen erbracht hat als der Monatsdurchschnitt, habe ich für den Oktober und 1 Monat davor und danach extra Monatsmittel bestimmt, auch jeweils in rot.
Und siehe da, Oktober 3,8 m/s! Die anderen beiden Monate nahe beim Halbjahresmittel von 2,8 m/s.
Ganzjahresmittel übrigens 2,7 m/s. Das heißt, dass das vom ersten Halbjahr 2,6 m/s gewesen sein muss.

Da die WEA erst im 2. Halbjahr wirklich einsatzfähig war, habe ich mich auf dieses konzentriert.

Der gemessene Jahresmittelwind von 2,7 m/s ist nebenbei bemerkt wesentlich geringer als die 4,4 m/s, welche der Globalwindatlas für diesen Standort anzeigt.
Der Unterschied ist gewaltig. Die gemessenen Ertrage aber passen recht gut zum Halbjahresmittel von 2,8 m/s, wie in einem anderen Beitrag noch aufgezeigt wird.

Unterschiede können daran liegen, dass der Standort eben doch nicht ganz hindernisfrei ist. Dazu 2 Fotos von Google Maps:


Der Baum im Osten hat Windradhöhe, der eigentliche Windmühlenturm im Süden auch.


Die Höhe der Hecke wird hier übertrieben dargestellt, ist aber eben da. Aus Westen erreichen die Wirbel die WEA in knapp 10m Höhe aber ansich nicht. Die ausgestrichenen Kiefern gibt es nicht mehr.

Kann sich jeder seine eigenen Gedanken machen.

Ein anderer Aspekt ist folgender.
Auch wenn in der Hauseinheit der Wetterstation ein Tages-Mittelwert gebildet wird, so werden für den vom Außensensor wohl nur alle 60 bis 90s jeweilige Istwerte übertragen.
Ich denke, dass das die Genauigkeit verfälscht. Wie viel wissen wohl nur Fachleute von einer Hochschulsektion Statistik.

Vermutlich besser wäre zuvor eine Mittelwertbildung, oder zumindest eine Übertragung alle 10 oder gar 5 Sekunden.