Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Zur Berurteilung der Leistungsfähigkeit gleichwie auch Eignung einer bestimmten Kleinwindkraftanlage für einen spezifischen Standort sollte in jedem Fall eine von neutralen Messinstituten erstellte oder wenigstens geprüfte Leistungskennlinie konsultiert werden. Wenn ein Anlagenhersteller nicht über eine solche verfügt oder sich lediglich auf simulierte Werte beruft, fällt generell schwer, die späteren Anlagenerträge, somit die Stromgestehungskosten und die Wirtschaftlichkeit des gesamten Projektes im Vorfeld solide zu berechnen.

 

Leistungskennlinie

 

Nenngeschwindigkeit

Diese gibt an, bei welcher Windgeschwindigkeit der Anlagengenerator seine maximale elektrische Leistung abgibt. Die Nenngeschwindigkeit fungiert daher als geeigneter Richtwert zur Unterscheidung von Stark- und Schwachwindanlagen. Die bloße Generatornennleistung ist ohne diese Angabe nämlich nichtssagend. Denn nur, wenn die erforderliche Nenngeschwindigkeit tatsächlich erreicht wird, kann die Anlage diese Leistung auch faktisch liefern, woraus plausibel folgt, eine Anlage zu wählen, deren Nennwindgeschwindigkeit mit den reell am späteren Standort auch im Praxisbetrieb auftretenden Verhältnissen übereinstimmt.

 

Auslegungsgeschwindigkeit

Eine zweite wichtige Referenzgröße liefert die Auslegungsgeschwindigkeit, die jedoch regelmäßig nicht in den Herstellerunterlagen angegeben wird. Für einen langfristigen, weitgehend verschleiß- und wartungsarmen und dabei trotzdem ertragreichen Anlagenbetrieb sollten die Auslegungsgeschwindigkeit der Anlage, bei der sie ihren optimalen Wirkungsgrad - in den Windkrafttechnologie als Leistungsbeiweirt cP bezeichnet - erreicht, mit den am Standort vermehrt auftretenden, mittleren Windgeschwindigkeitsbereichen übereinstimmen, damit die Windkraftanlage effizient betrieben werden kann. Auch dieser Wert dient der Unterscheidung von Stark- und Schwachwindanlagen.

 

Spezifische Leistung oder auch Leistungsdichte

Die Eignung einer Windkraftanlage für Stark- bzw. Schwachwindstandorte kann zudem anhand der Leistungsdichte bzw. spezifischen Leistung abgeschätzt werden. Diese gibt das Verhältnis zwischen installierter Generatornennleistung und überstrichener Rotorfläche wieder und beträgt bei dezidierten Schwachwindanlagen, wie sie in den meisten Fällen für bayerische Windverhältnisse zu empfehlen sind, zwischen 100 und 200 W/m², während Starkwindanlagen spezifische Leistungswerte von 500 W/m² und mehr aufweisen. Der Einsatz von Anlagen mit niedriger Leistungsdichte spart einerseits Kosten und Gewicht und gewährt gleichzeitig eine gleichmäßigere Generatorauslastung, was zu höheren Volllaststundenzahlen und einem konstanteren Stromfluss führt. Andererseits ist dadurch jedoch das maximal nutzbare Potenzial besonders hoher Windgeschwindigkeiten begrenzt, die zwar seltener, dafür aber besonders energiereich sind. Daher ist für verschiedene Standorte ein ausgewogenes Verhältnis von Rotordurchmesser zu Generatorleistung sinnvoll und jeweils individuell zu bestimmen.

 

Anlauf- und Abschaltwindgeschwindigkeit

Unterhalb der als Anlaufwindgeschwindigkeit bezeichneten Mindestgeschwindigkeit steht eine Windkraftanlage still. Da im Bereich knapp oberhalb der Einschaltgeschwindigkeit die Energieerträge sehr gering ausfallen, sind die wirtschaftlichen Auswirkungen einer sehr niedrigen Anlaufwindgeschwindigkeit als vernachlässigbar einzuschätzen, dennoch werden sie nicht selten als Verkaufsargument angeführt.

Auf der anderen Seite der Windgeschwindigkeitsskala werden beim Erreichen der zulässigen Maximalgeschwindigkeit zunächst selbsttätig die Vorrichtungen zur Abregelung einer Windkraftanlage ausgelöst, um einen weiteren Anstieg der Rotordrehzahl und daraus resultierende überhöhte Belastungen der Bauteile zu vermeiden. Bei Überschreiten der Abschaltwindgeschwindigkeit bei zu hohen Windgeschwindigkeiten, beispielsweise während eines Orkans, wird der Anlagenbetrieb sodann vorübergehend eingestellt, um Schäden an der Anlage oder auch in der Umgebung durch sich lösende Teile vorzubeugen.


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