Techno-ökonomische Bewertung von Klein - Energiestrategie ...

Stand der Technik von Kleinwindkraftanlagen
Abbildung 4-2: Darrieus-Prinzip (Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Quietrevolutionmodel.png)
Abbildung 4-3: Savonius-Rotor (Quelle: [L 19])
HAWTs sind schon weit verbreitet, ausgereifter und günstiger. VAWT bieten im kleineren
Leistungsbereich vom Prinzip her Vorteile, was Lärmentwicklung, Vibrationen und Sicherheit
anbelangt, und eignen sich besser für turbulente und schräg angeströmte Standorte, wie sie
üblicherweise im verbauten Gebiet anzutreffen sind.
Geometrie:
� 2-Blatt
� 3-Blatt (klassisches Prinzip, höchster Marktanteil, insbes. bei HAWT)
� Mehr als 3 (Rotor)Blätter, wobei aus Gründen der Belastung üblicherweise eine ungerade
Anzahl eingesetzt wird.
Generator:
� Synchrongenerator (vor allem in Kleinwindkraftanlagen verwendet)
� Asynchrongenerator (ältere Anlagen, günstiger, leichter, aber problematisch: Blindstrom,
Fremderregung notwendig, enger Drehzahlbereich etc.). Neuere Entwicklungen wie der
doppelt erregte Asynchrongenerator sind eher im größeren Leistungsbereich anzutreffen.
Siehe auch det. Beschreibung auf Seite 38.
Getriebe:
� Ja, z.B. bei permanenterregtem Synchrongenerator Fa. SinusWind
� Ohne Getriebe: z.B. bei permanenterregtem Synchrongenerator Fa. Austrowind
4.2.2 Wirkungsgrade
Das Betz’sche Gesetz besagt, dass eine Windkraftanlage maximal 16/27 (59,3 %) der im
Wind enthaltenen kinetischen Energie in Rotationsenergie umwandeln kann. Dieser Wert ist
kein Wirkungsgrad im eigentlichen Sinne, sondern ein Erntegrad, da die ungenutzte Energie
in der Strömung, die am Rotor vorbei streicht, sowie in der abgebremsten Strömung erhalten
bleibt und nicht umgewandelt wird. Moderne Windkraftanlagen kommen auf einen
Leistungsbeiwert (cp) von 0,45 bis 0,51.
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