Hoher Mast verbessert Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindanlage

Praxisbeispiel: Hoher Mast kann Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindanlage verbessern

Kleinwindanlage mastJe höher der Rotor einer Windkraftanlage, desto stärker der Wind und desto höher die Stromerträge. Die Verwendung eines höheren Mastes verursacht aber auch höhere Kosten. Zwangsläufig stellt sich die Frage: Lohnt sich die Investition in einen höheren Mast?

Diese Frage kann nicht pauschal beantwortet werden, da jedes Projekt individuelle Ausgangswerte hat. Anhand eines Beispiels mit realistischen Werten wird aufgezeigt, welche Einflussfaktoren und Rechenwege angesetzt werden können. Als Maßstab für die Wirtschaftlichkeit dienen die Stromgestehungskosten.

Der fiktive Betreiber der Kleinwindkraftanlage ist ein größerer Gewerbebetrieb mit hohem Stromverbrauch. Der Standort befindet sich am westlichen Rand eines Industriegebiets, so dass aus Hauptwindrichtung eine freie Anströmung des Windes gewährleistet ist.

Grundlegende Kennzahlen im Überblick

Die Kleinwindanlage hat eine Leistung von 10 kW und einen Rotordurchmesser von 9,7 m. Die schlüsselfertigen Gesamtkosten betragen 58.000 Euro. Die Eigenverbrauchsquote liegt bei 70 Prozent, 30 Prozent des selbst erzeugten Stroms werden eingespeist.

Strompreis heute 22 Cent pro kWh
Strompreis-Steigerung 2,5 % pro Jahr
Strompreis in 10 Jahren 27,5 Cent pro kWh (ohne MwSt.)
Strompreis in 20 Jahren 35,2 Cent pro kWh (ohne MwSt.)
Einspeisetarif 8,5 Cent pro kWh
Windrad-Typ Horizontale Kleinwindkraftanlage
Nennleistung 10 Kilowatt (bei 9 m/s)
Rotordurchmesser 9,7 m
Gesamtkosten 58.000 Euro (ohne MwSt.)
Betriebskosten p.a. 500 Euro

 

Erträge und Wirtschaftlichkeit mit einem 18 m hohen Mast

Eine Windmessung in 10 m Höhe hat eine mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von 4 m/s ergeben. In Höhe des Rotors auf einem 18 m hohen Mast beträgt die mittlere Windgeschwindigkeit rund 4,5 m/s.

Jahresertrag bei 4,5 m/s 18.111 kWh
Eigenverbrauch 12.600 kWh
Eigenverbrauchsquote 70%
Einspeisung pro Jahr 5.511 kWh

 

Wirtschaftlichkeit ist dann gegeben, wenn die Kosten des selbst produzierten Stroms (Stromgestehungskosten) niedriger sind als der Netto-Strompreis von 22 Cent pro kWh. Aber nur dann, wenn der Strom auch selbst verbraucht wird. Bei Einspeisung werden nur 8,5 Cent pro kWh vergütet.

Im ersten Jahr beträgt der Strompreis 22 Cent netto (ohne Mehrwertsteuer). Bei einem Eigenverbrauch von 12.600 kWh ergibt sich im ersten Jahr eine Einsparung von 2.772 Euro.
Aufgrund der Strompreis-Steigerung erhöhen sich die vermiedenen Strombezugskosten Jahr für Jahr.

Die Kennzahlen lassen auf einen wirtschaftlichen Betrieb des Windrads schließen, die Stromgestehungskosten liegen rund 3 Cent unterhalb des anfänglichen Strompreises von 22 Cent, wie die folgende Tabelle zeigt.

Einsparung im 1. Jahr 2.772 Euro
Einsparung im 20. Jahr 4.431 Euro
Amortisation im Jahr 18
Stromgestehungskosten 18,8 Cent pro kWh

 

Erträge und Wirtschaftlichkeit mit einem 25 m hohen Mast

Der Anbieter der Kleinwindkraftanlage schlägt vor, anstatt des 18 m Mastes einen 25 m hohen Mast zu installieren. Dadurch steigt die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von 4,5 auf 4,8 m/s, die Stromerträge steigen auf 20.849 kWh. Doch ein höherer Mast verursacht Mehrkosten von 5.000 Euro. Die neue Datenlage wird in der nächsten Tabelle beschrieben, die Gesamtkosten sind von 58.000 auf 63.000 Euro gestiegen.

Gesamtkosten 63.000 Euro (ohne MwSt.)
Jahresertrag bei 4,8 m/s 20.849 kWh
Eigenverbrauch 14.600 kWh
Eigenverbrauchsquote 70%
Einspeisung pro Jahr 6.249 kWh

 
Die folgende Tabelle zeigt, dass sich die Investition lohnt. Die Stromgestehungskosten sinken von 18,8 auf 17,5 Cent pro kWh. Die Amortisation wird ein Jahr früher erreicht, als es mit dem kleineren Mast der Fall wäre.

Einsparung im 1. Jahr 3.212 Euro
Einsparung im 20. Jahr 5.135 Euro
Amortisation im Jahr 17
Stromgestehungskosten 17,5 Cent pro kWh

 
Dieses Praxisbeispiel ist Teil des Kleinwind-Marktreports 2015 und wurde mit Hilfe des Excel-Tools für Kleinwindkraftanlagen berechnet.

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