Durch die Bewegungsenergie des Windes werden die Rotorblätter bewegt. Die hier antreffende kinetische Energie treibt einen Generator an, wird in elektrische Energie umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist.
Maximaler Wirkungsgrad ergibt sich aus begrenzter Energienutzung
- Vor der Errichtung einer Windkraftanlage an einem speziellen Ort werden unter anderem Windmessungen durchgeführt, um den möglichen Wirkungsgrad der Anlage zu bestimmen.
- Jede Windkraftanlage verfügt aufgrund unterschiedlicher Konstruktionen (Masthöhe, Rotorblätter) über einen bestimmten Wirkungsgrad.
- Der Wissenschaftler Albert Betz hat mathematisch berechnet, dass eine Anlage den Wind zu höchsten 59,3 Prozent ausnutzen kann.
- Es gibt einige Gründe, warum die restliche Windenergie nicht geerntet werden kann. Zum einen werden die Blätter des Rotors nicht zu jedem Zeitpunkt optimal angeströmt.
- Das für den Anlagenbetrieb notwendige Getriebe oder der Generator haben zum anderen Verluste, wenn diese auch nur gering sind.
- Schließlich wird die kinetische Energie des Windes abgebremst.
- Somit bleibt eine restliche Bewegungsenergie übrig, die für eine Umwandlung in Stromenergie nicht genutzt werden kann.
- Die Effizienz einer Windkraftanlage hängt in erster Linie von der Rotorgeschwindigkeit ab. Die Rotorgeschwindigkeit ist in gleichem Maße wie der Wirkungsgrad einer Windanlage von der Windgeschwindigkeit abhängig.
Kleinwindkraftanlagen sind wirtschaftlich nicht zu betreiben
- Die Leistung einer Windkraftanlage können Sie mit einem online nutzbaren Windkraft-Tool sehr einfach berechnen.
- Die Leistung Ihrer Anlage entscheidet darüber, mit welcher Wirtschaftlichkeit Sie rechnen können. Nicht immer sind die Herstellerangaben korrekt.
- Die mögliche Leistung Ihrer Windkraftanlage ergibt sich aus der Betrachtung der im Wind enthaltenen Leistung. Diese multiplizieren Sie mit dem Wirkungsgrad.
- Den maximal möglichen Wirkungsgrad kennen Sie, ausgehend vom Betzschen Gesetz beträgt dieser etwa 59 Prozent. Hersteller von Windkraftanlagen geben einen Wirkungsgrad im Bereich zwischen 30 und 50 Prozent an.
- Sie können für eine Leistungsberechnung einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 40 bis 45 Prozent annehmen. Bei kleinen Anlagen ist der immer niedriger als bei Großanlagen.
- Daher ergibt sich auch die Notwendigkeit, anstelle mehrerer kleiner lieber eine große Anlage zu bauen.
Kleinwindkraftanlagen arbeiten selten wirtschaftlich, auch wenn die Hersteller eine hohe Leistung angeben. Damit diese Leistung erreicht wird, muss ständig der optimale Wind zur Verfügung stehen.
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