Bereit für die Windkraft? Es ist Zeit.

Ergebnisse der 3. Ausschreibung für Wind an Land + Marktausblick 2019 (April 2019).

Anonim

Typischer Windpark mit Arrays von Windkraftanlagen

Der galoppierende Klimawandel und die Verknappung fossiler Brennstoffe machen das Interesse an erneuerbaren Energien immer größer. Dadurch boomt die Windenergie weltweit. Seit der Blütezeit der Windmühle in den USA hat die Windenergie nicht mehr so ​​stark zugenommen. Heute gibt es mehr als 100.000 kommerzielle Windturbinen und ungezählte Tausende von kleinen Windturbinen, die jährlich mehr als 160 Terawattstunden (Milliarden Kilowattstunden) Strom von den Steppen der Mongolei bis zu den Küsten der Nordsee produzieren.

Während die Aufmerksamkeit in Nordamerika bisher auf den riesigen Windfarmen lag, die wie riesige Pilze über die ganze Breite des Kontinents sprießen, gibt es eine andere, oft übersehene Seite der Windenergie: die verteilte Erzeugung oder die Windkraft dort, wo Menschen leben und arbeiten.

Auch die verteilte Windgeneration boomt, vor allem in Europa, wo der Einsatz von Windkraftanlagen in oder in der Nähe von Städten und Dörfern alltäglich ist. Aber eine wachsende Zahl von kleinen Windturbinen findet auch Häuser auf Segelbooten, in abgelegenen Hütten oder auf neuen Gehöften am Ende der Versorgungsleitungen oder sogar völlig außer Betrieb. Im Fokus der ursprünglichen Ausgabe der Windenergie-Grundlagen standen kleine Windkraftanlagen. Folglich erweitert dieser Artikel von Windenergie die Anzahl der Größenklassen der Windenergieanlagen gegenüber den in der früheren Ausgabe verwendeten.

Relative Größe

Bei der Windenergie kommt es auf die Größe, insbesondere auf den Rotordurchmesser, an. Genauer gesagt ist das vom Windrad der Windturbine überstrichene Gebiet oder die Windfläche, die es abfängt, der wichtigste Aspekt einer Windkraftanlage.

Die Größe der Windturbinen reicht von der 200 Watt starken Air Breeze von Southwest Windpower, einer Mikroturbine, die einen nur 1, 2 Meter großen Rotor verwendet, bis hin zu Enercons 6.000-kW-Riese mit einem 126 Meter überspannenden Rotor. Es gibt keine Grundsatzregel, was eine kleine oder große Windkraftanlage ausmacht. Größenangaben sind etwas willkürlich. Klar, die Air Breeze ist klein, und Enercons 6-Megawatt-Turbine ist es nicht. Windturbinen jeder Größe können in verteilten Anwendungen entweder einzeln oder in kleinen Gruppen verwendet werden.

Windturbinengrößen

Größe der Windturbinen

Einige Windkraftanlagen sind so klein, dass Sie sie in Ihren Händen halten können. Mongolische Nomaden tragen diese Mikroturbinen zu Pferd von einem Lager zum nächsten. Andere Windturbinen sind so groß, dass Sie sie von Verkehrsflugzeugen sehen können, wenn Sie über den Himmel streichen (siehe Tabelle 0-1, Windturbinengrößenklassen).

Obwohl wir die Leistung einer Windkraftanlage oft als Abkürzung für ihre Größe verwenden, kann dies sehr irreführend sein.

Die Größenklassen von Windturbinen hängen in erster Linie vom Durchmesser des Rotors oder genauer gesagt vom vom Rotor überstrichenen Bereich ab. Und das unabhängig von der Ausrichtung, ob wir konventionelle Windräder oder Windräder beschreiben, die sich um eine vertikale Achse drehen.

Während ihre Beiträge in absoluten Zahlen gering sein können, machen Kleinwindkraftanlagen im Alltag von Menschen in entlegenen Gebieten auf der ganzen Welt einen großen Unterschied.

Kleine Windturbinen können zwar nur einige zehn Kilowattstunden Strom pro Monat produzieren, aber dieser Strom geht viel weiter und bietet denjenigen, die davon abhängig sind, so viel, wenn nicht sogar mehr, als die Erzeugung von großen Windturbinen in den bedienten Gebieten durch Netzstrom.

Tabelle 0-1, Windturbinengrößenklassen

Typischerweise umfassen kleine Windkraftanlagen Maschinen, die irgendwo zwischen einigen Watt und 10-20 kW produzieren. Rotoren mit einem Durchmesser von bis zu 10 Metern treiben Windräder am oberen Ende dieses Bereichs an. Kleine Windturbinen können weiter unterteilt werden in Mikrowindturbinen - die kleinste von kleinen Turbinen - Miniwindturbinen und haushaltsgroße Windturbinen. In den Grundlagen der Windenergie verstehen wir Mikroturbinen als solche mit einem Durchmesser von 0, 5 bis 1, 25 Meter (2-4 Fuß).

Zu diesen Maschinen gehören die 200 Watt Air Breeze von Southwest Windpower und die 300 von Ampair. Beide verwenden Rotoren mit einem Durchmesser von 1, 2 Metern und fangen etwa 1 Quadratmeter des Windstroms ab (siehe Abbildung 0-1, Mikrowindturbine).

Abbildung 0-1, Mikrowindturbine

Mini-Windturbinen sind etwas größer und überspannen die Spanne zwischen den Mikroturbinen und den größeren Haushaltsmaschinen. Sie variieren im Durchmesser von 1, 25 bis 3 Meter (4-10 ft). Beliebte Turbinen in dieser Kategorie sind der Whisper 100 von Southwest Windpower sowie der XL.1 von Bergey Windpower. Der Whisper 100 nutzt einen 2, 1-Meter-Rotor und fängt 3, 6 Quadratmeter (m2) ab, während der größere XL.1 einen 2, 5-Meter-Rotor verwendet, der 4, 9 m2 überstreicht.

Somit sind diese beiden Turbinen vier- bis fünfmal größer als die Air Breeze oder Ampair 300 (siehe Abbildung 0-2, Mini-Windturbine).

Abbildung 0-2, Mini-Windturbine

Haushaltsgroße Windturbinen (eine Übersetzung des dänischen Begriffs hustandmølle) sind die größten der kleinen Windturbinenfamilie.

Wie zu erwarten, umfassen Windenergieanlagen in dieser Klasse ein breites Spektrum. Dazu gehören so kleine Modelle wie der Skystream von Southwest Windpower mit einem Rotor von 3, 7 Metern Durchmesser sowie die Bergey Excel mit einem Rotor von 7 Metern Durchmesser und einem Gewicht von fast 500 Kilogramm. .

Der Skystream fegt 10 m2, während der Bergey fast vier mal mehr Fläche als der Skystream und 40 mal mehr als der Air Breeze fegt (siehe Abbildung 0-3, Householdsize Windturbine). Kleine kommerzielle Turbinen wie die EW50 von Entegrity sind für landwirtschaftliche Betriebe, Schulen und kleine Unternehmen bestimmt. Sie haben einen Durchmesser von 10 bis 20 Metern und sind bis zu 300 m2 groß. Die 50-kW-Turbine von Entegrity, die nach Hunderten von ähnlichen Turbinen gebaut wurde, die in den 1980er Jahren in Kalifornien verwendet wurden, hat eine Fläche von 175 m2.

Abbildung 0-3, Haushaltsgroße Windturbine

Turbinen dieser Klasse sind in der Lage, von 50 kW bis 100 kW zu produzieren (siehe Abbildung 0-4, Kleine kommerzielle Windturbine).

Mittelgroße Windkraftanlagen werden für kommerzielle Anwendungen wie landwirtschaftliche Betriebe, Fabriken, Unternehmen und kleine Windparks verwendet. Sie können einen Durchmesser von 20 bis 50 Metern (70-160 ft) haben und bis zu 3000 m2 fegen. Turbinen dieser Klasse können von 100 kW bis mehr als 1.000 kW ausgelegt werden (siehe Abbildung 0-5, Mittelgroße kommerzielle Windkraftanlage).

Große kommerzielle Turbinen sind die Maschinen moderner Windkraftanlagen. Obwohl sie im menschlichen Maßstab sehr groß sind, können sie einzeln oder in kleinen Gruppen in oder in der Nähe von Städten in ganz Europa gefunden werden. Für einen Vergleich der Skala, betrachten Sie die Vestas V80, eine Windturbine mit verschiedenen Nennwerten von 1.800 kW bis 2.000 kW, je nachdem, wo es in der Welt verwendet wird. Diese Windkraftanlage fegt mehr als 5.000 m2; Das heißt, der V80 ist 5.000 Mal größer als der Air Breeze oder der Ampair 300 (siehe Abbildung 0-6, Große Windkraftanlage).

Abbildung 0-4, Kleine kommerzielle Windturbine

Abbildung 0-5, Mittlere kommerzielle Windturbine

Abbildung 0-6, Große Windkraftanlage

Quelle: Windenergie Grundlagen - Ein Leitfaden für Windenergieanlagen im häuslichen Bereich und in der Gemeinschaft

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