In der Arbeitsgruppensitzung vom 18.06.2012 präsentierte Frank weitere Informationen zum Thema Windkraftanlagen. Diesmal war das Thema „Leistung und Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen“. Zudem wurde über die Fördermöglichkeiten nochmals kurz referiert.

Auf den Wikiseiten der Starnberger Piraten findet ihr die gesamte Präsentation einschliesslich hilfreicher Diagramme:

http://wiki.piratenpartei.de/BY:Landkreis_Starnberg/Kreiswiki/Windkraft

Im folgenden ein Auszug aus der Ausarbeitung von Frank:

Leistung und Wirtschaftlichkeit

Mindestwindgeschwindigkeit

Im deutschen EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) wird ein Referenzstandort für Windenergieanlagen so definiert: «… mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von 5,5 Metern je Sekunde in einer Höhe von 30 Metern über dem Grund, mit einem logarithmischen Höhenprofil und einer Rauhigkeitslänge von 0,1 Metern. Die Umschreibung entspricht in der Tat etwa einer Windstärke von 6,0 m/s in 50 m Höhe. Es handelt sich dabei aber keineswegs um eine gesetzlich geforderte Mindestwindgeschwindigkeit. Die oben zitierten Eckwerte beziehen sich auf einen virtuellen Referenzstandort. Er dient zur Berechnung der Einspeise- vergütungen für Standorte mit unterschiedlichen Windverhältnissen. Die Definition und Berechnungsmethode des Referenzertrages wird in der Anlage 3 des EEG geregelt.

Anspruchsvoller Referenzstandort für Windenergieanlagen

Der im deutschen EEG definierte Referenzstandort ist auch für deutsche Verhältnisse sehr anspruchsvoll. In sämtlichen Bundesländern erreichen aktuelle Windenergieprojekte im Durchschnitt geringere Stromerträge als der Referenzstandort.^[10] Die Produktionswerte in den einzelnen Bundesländern liegen zwischen 63 und 99,5 Prozent des virtuellen Referenzertrags.

…

Leistung einer Windkraftanlage

Um die Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage abschätzen zu können, ist es wichtig, zuerst die Leistung der Windkraftanlage zu berechnen. Herstellerangaben sind hier nicht immer korrekt. Die mögliche Leistung einer Windkraftanlage kann dadurch abgeschätzt werden, dass man zunächst die Leistung berechnet, die im Wind enthalten ist. Durch Multiplikation mit dem Wirkungsgrad kann anschließend die Leistung der Windkraftanlage bestimmt werden.

Dichte der Luft: 1,22 kg/m³ (typischer Wert) Durchmesser des Rotors: 50 m Windgeschwindigkeit: 6,0 m/s (dies entspricht einer Windgeschwindigkeit von 21 Km/h) Wirkungsgrad der WKA: 45 % (höchstmöglicher Wert ca. 59 %)

Die allgemeine Formel zur Bestimmung der Windleistung lautet: E = ½ * m * v²
Die Masse des Windes wird nach folgender Formel bestimmt: M = rho * V
Der Volumenstrom leitet sich ab, aus der Fläche des Rotors und der Windgeschwindigkeit v: V = A * v
Die Fläche wird nach folgender Formel berechnet: A = pi * r² Leistung des Windes: P = ½ * rho * pi * r² + v³

Nicht die gesamte Energie des Windes wird von einer Windkraftanlage umgewandelt. Der Wirkungsgrad von ca. 59 % kann niemals überschritten werden. Daher müssen wir die Leistung des Windes mit dem maximal möglichen Wirkungsgrad multiplizieren. (Hinweis: Der maximale Wirkungsgrad wird von gewöhnlichen Windkraftanlagen nicht erreicht. Üblich sind Wirkungsgrade von z.B. 40 %)

Zur Deutung der Formel

Wie die Formel zeigt, hängt die Leistung einer Windkraftanlage vor allem vom Radius des Rotors und von der Windgeschwindigkeit ab, weil diese Parameter zum Quadrat bzw. mit der dritten Potenz in die Leistungsberechnung eingehen. Kurz gesagt, ist es daher besser, eine große Windkraftanlage zu bauen, anstatt mehrere kleine. In der Solarenergie (und auch der Wasserkraft) ist die Leistung dagegen proportional zur Anzahl der Module. Auch eine kleine Anlage kann hier wirtschaftlich arbeiten. Kleinwindkraftanlagen sind wirtschaftlich meist nicht rentabel. Angebote sollten kritisch geprüft werden. In Werbeprospekten wird bei der Angabe der Leistung oft eine stark erhöhte Windgeschwindigkeit zugrundegelegt.

Weitere Details auf den Starnberger Wikiseiten hier