Wieviel Strom wird eine Kleinwindkraftanlage gegebener Leistung erzeugen?
In der Regel hat man eine Vorstellung davon, wie viel Strom eine kleine Windkraftanlage pro Jahr erzeugen soll. Nun steht man vor der Aufgabe, eine Kleinwindturbine auszuwählen. Üblicherweise geht man bei Stromerzeugern von der Nennleistung aus. Je höher die Leistung, desto höher die Stromproduktion. Bei Kleinwindanlagen ist die Sache nicht ganz so einfach.
Die wichtigsten Einflussfaktoren für die Stromproduktion einer Kleinwindturbine sind wie folgt:
- Windgeschwindigkeit und -Verteilung eines Jahres
- Rotordurchmesser (Umstrichene Rotorfläche)
- Leistung der Anlage
- Wirkungsgrad der Anlage
Die Abhängigkeit der Leistung einer Anlage von der Windgeschwindigkeit wird in der Leistungskurve dargestellt. Eine physikalische Besonderheit der Windenergie: Es kommt zu einem überproportionalen Anstieg der Leistung bei steigender Windgeschwindigkeit. Wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt, steigt die Windenergie um das Achtfache.
Leistung und Ertrag bei realistischer Windgeschwindigkeit
Die Nennleistung von Kleinwindanlagen wird erst bei recht hohen Windgeschwindigkeiten ab ca. 10 m/s erreicht. Eine Anlage mit z.B. 3 kW Leistung wird diese Leistung demnach nur an sehr windstarken Tagen erreichen. Die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit eines ausreichend windstarken Standorts wird bei rund 4 m/s liegen. Eine genaue Ertragsabschätzung für das eigene Grundstück kann mit einem Windmessgerät in Erfahrung gebracht werden. Ist die mittlere Windgeschwindigkeit des Standorts bekannt, muss man beim Anbieter der Kleinwindenergieanlage in Erfahrung bringen, wie hoch der Jahresertrag bei der entsprechenden Windgeschwindigkeit ist. Bei zertifizierten Anlagen werden die Jahres-Energieerträge i.d.R. auf Basis von 4 m/s und 5 m/s von unabhängigen Instituten geprüft.
Der Rotor als Windangriffsfläche hat einen entscheidenden Einfluss auf die Stromproduktion, da er die Windenergie erntet. An windschwachen Standorten sollte deshalb eine Windturbine mit einem größeren Rotor gewählt werden. Kleine Windgeneratoren mit gleicher Nennleistung können am gleichen Standort sehr unterschiedlich Stromerträge aufweisen, der Hauptgrund liegt in der Rotorgröße.
Eine pauschale Aussage darüber, wieviel Strom eine Anlage vorgegebener Leistung an einem bestimmten Standort erzeugt, ist nicht möglich. Die Hersteller können basierend auf den Windmessdaten die jährliche Stromerzeugung ermitteln. Wenn Hersteller oder Installateure pauschal hohe Jahresenergieerträge versprechen, ohne diese anhand der Winddaten zu prüfen, sollte man skeptisch werden.
Beispielhafte Daten für Leistung und Ertrag von Kleinwindanlagen
Um einen Eindruck zu bekommen, welche Jahreserträge durch Kleinwindanlagen unterschiedlicher Leistung erwirtschaftet werden können, wurden in der folgenden Tabelle die Daten einiger Windturbinen dargestellt. Es handelt sich um Anlagen renommierter Hersteller. Alle Turbinen haben eine horizontale Rotorachse (Stand der Technik). Die Windverhältnisse werden in Form der mittleren Jahreswindgeschwindigkeit angezeigt.
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