Unsere Windkraftanlagen Auswahl
Drei-Phasen-Permanentmagnet
Mit diesem Windgenerator erhalten Anwender eine Verarbeitung von modischem Spiralblatt mit Ausstattung von Aerodynamik. Hiermit wird ein reibungsloser, leiser und zuverlässiger Betrieb des Rotors gewährleistet. Die Klingen bestehen aus festem Kunststoff mit 30 %igem Anteil von Kohlefaserelementen und UV-Schutzmaterialien. Er verfügt über einen dreiphasigen Wechselstrom-Permanentmagnet, und erlaubt eine effektive Regulation von Strom und Spannung mittels intelligentem Mikroprozessor. Mit seiner kompakten Eigenschaft, erweist er sich als effektiv mit niedriger Startgeschwindigkeit und größerer Luvfläche, somit erzeugt er Strom auch bei niedrigen Geschwindigkeiten. Zum Weiteren kann er ebenso in Verbindung mit Solarkollektoren verwendet werden. Dank seiner einfachen Montage und effektiven Energienutzung, findet es in jeglichen Bereichen Anwendung.
- Ausstattung eines dreiphasigen Wechselstrom-Permanentmagnets
- intelligenter Mikroprozessor
- 800R/min
- effektiv auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten
Das Lehrmodell
Die Windkraftanlage eignet sich besonders als Anschaumaterial für den Unterricht oder um kleinen Experimentierfreunden die Gewinnung von Strom durch Windkraft näher zu bringen. Hierfür kann sie selbstständig zusammengebaut werden, sodass die Funktion mittels Eigeninitiative kennengelernt werden kann. Die vertikale Form der Rotorblätter erzeugt Energie unabhängig von der Windrichtung. Als Ausgangsspannung gibt der Hersteller 0,01 bis ungefähr 5,5 V an, die Nennleistung beträgt 0,55 W.
- ideal als Anschauungsmaterial
- 0,55 W
- 0,0,1 bis 5,5 V
- erzeugt Energie unabhängig von der Windrichtung
Die Eigenständige
Das Windrad ist bestens für die eigene Energieversorgung geeignet. Die Funktion beruht auf eine 360°-Drehung, die je nach Windrichtung selbstständig erfolgt und somit effektive Nutzung aufweist. Die Drehung wird durch ein kugelgelagertes Windrad ermöglicht, mit Ausstattung einer Windfahne. Der Durchmesser beträgt hierbei 28 cm.
- Durchmesser 28 cm
- eigene 360° Drehung
- eigenständige Drehung je nach Windrichtung
- Material Edelstahl
Wie wird aus Wind elektrische Energie?
Seit Tausenden von Jahren nutzen Menschen die Kraft des Windes. Sie spannten Segel auf, um Schiffe voranzutreiben oder betrieben Windmühlen, um Korn zu mahlen. Die heutigen Windkraft- oder Windenergieanlagen arbeiten ähnlich, denn sie sind heute deutlich höher und ihre Rotorblätter bestehen nicht mehr aus Segeltuch oder Holz, sondern aus Stahl oder glasfaserverstärktem Kunststoff. Solche Anlagen weisen Höhen von bis zu 90 Metern auf sowie ein Gewicht von 25 Tonnen oder mehr. Idealerweise stehen die Anlagen dort, wo der Wind kräftig und konstant weht: in größeren Höhen oder auf See ist die Stromausbeute am höchsten.
Die Faustregel: Mit jedem Meter, den ein Windrad höher steht oder gebaut wird, steigt der Stromertrag um 1 Prozent. Bei einer Verdoppelung der Flügellänge erzielt das Windrad einen um das Vierfache höheren Ertrag. Die doppelte Windgeschwindigkeit verachtfacht die Energiegewinnung.
Und so funktioniert es: Das Windrad entnimmt über seine Drehung der Rotorblätter die im Wind enthaltene Leistung und setzt sie zunächst in mechanische Energie um. Ein Generator verwandelt diese Drehenergie in Strom und speist elektrische Energie ins Stromnetz ein.
Welche Typen von Windkraftanlagen gibt es?
Ausschlaggebend für den Ertrag einer Windkraftanlage sind, abgesehen von der Windstärke, Bauart sowie Anordnung der Drehachsen aller Rotorblätter. Grundsätzlich wird unterschieden in:
- Widerstandsläufer und Auftriebsläufer: Beeinflusst vom aerodynamischen Prinzip, das die Rotorblätter in Bewegung versetzt, wird zwischen Widerstands- und Auftriebsläufer unterschieden. Der Anlagentyp Widerstandsläufer nutzt den Strömungswiderstand der Luft, ein Auftriebsläufer verwendet aerodynamischen Auftrieb.
- Horizontal- und Vertikalachsenrotoren: Diese Anlagen-Typen unterscheiden sich nach der Anordnung der Drehachse ihres Windkraftkonverters. Bei den meisten modernen Windrädern, aber auch bei alten Windmühlen, sind die Achsen horizontal ausgerichtet. Diese Anlagen nutzen das aerodynamische Auftriebsprinzip effizient aus, denn bei Ausrichtung der Anlage ermöglichen die Blattwinkel eine entsprechende Verstellbarkeit. Windräder mit vertikalen Achsen hingegen sind windrichtungsunabhängig. Ihre Rotorblätter drehen langsamer.
- Schnell- und Langsam-Läufer: Die Aerodynamik des Rotors und der damit in Zusammenhang stehenden Schnelllaufzahl (Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit einer Blattspitze zur Windgeschwindigkeit), wird in Schnell- und Langsam-Läufer unterschieden. Die modernen dreiflügeligen Windräder sind Schnell-Läufer, eine amerikanische Windturbine oder niederländische Windmühle Langsam-Läufer.
Windkraftanlagen werden heute für verschiedene Windklassen zugelassen. Die IEC 61400 ist die international geläufigste Norm. In Deutschland gilt darüber hinaus die Einteilung in Windzonen (windstarke oder windschwache Gebiete) des Deutschen Instituts für Bautechnik (DiBt). Die Rotordurchmesser von Schwachwindanlagen sind in der Regel größer als die der Starkwindanlagen.
Windkraftanlage selber bauen: Wo ist der Bau einer Windkraftanlage lohnenswert?
Um zu beurteilen, ob sich mit einem Windrad an einem bestimmten Standort wirtschaftlich Strom erzeugen lässt, wird die sogenannte mittlere Windgeschwindigkeit (Durchschnittswert der über das Jahr auftretenden Windgeschwindigkeiten) herangezogen. Ab einer mittleren Windgeschwindigkeit von 5–6 m/s auf Nabenhöhe, (so die Faustregel) ist der Betrieb wirtschaftlich. Für die Abschätzung des Jahresertrags sind jedoch weitere Faktoren zu berücksichtigen. Dabei helfen verschiedene Berechnungsprogramme im Internet. Mit ihnen ist nach Eingabe unterschiedlicher Bedingungen zumindest ein Näherungswert für den möglichen Ertrag zu bestimmen.
Wer es genauer wissen möchte, gibt ein Windgutachten für den jeweiligen Standort in Auftrag. Dieses bezieht die tatsächlichen Windmessungen am Standort sowie örtliche Bebauung und Vegetation, topografische Gegebenheiten und gegebenenfalls benachbarte Windkraftanlagen in die Berechnung mit ein.
Bauvoraussetzungen: Worauf ist zu achten?
Wer Windkraftanlagen aufstellen möchte, benötigt eine Baugenehmigung (Windkraftanlagen für Einfamilienhäuser). Der potenzielle Bauherr legt hierzu mit Abgabe des Antrags dem zuständigen Bauamt einen Flurkartenauszug inklusive detaillierter Standortbeschreibungen vor. Mindestabstände zu Nachbargrundstücken sind einzuhalten. Soll die Windanlage in einem dicht besiedelten Gebiet aufgestellt sein, ist ein Geräuschgutachten zu erstellen.
Die Genehmigungsrichtlinien liefern Unterschiede je nach Bundesland. Es ist ratsam, vorher beim zuständigen Bauamt nach den erforderlichen Unterlagen und Voraussetzungen zu fragen.
Wartung und Pflege von Windkraftanlagen
Windenergieanlagen bedürfen einer regelmäßigen Inspektion und Wartung. Nur so können sie eine auf Dauer sichere und effiziente Stromproduktion gewährleisten. Für normale Standorte wird ein Wartungsintervall von zwei Jahren empfohlen, extreme Standorte (zum Beispiel auf See oder in extremen Höhen) sollten zweimal im Jahr überprüft werden.
Eine sorgfältige Wartung umfasst folgende Arbeiten:
- (Sicht-) Kontrolle aller Bauteile (inklusive Turm) auf Korrosion, Schimmel und sonstige Auffälligkeiten
- Prüfung aller Bauteile auf Funktionalität und Dichtigkeit
- Kontrolle der Drehmomente bei Schrauben
- Kontrolle der Ölstände und gegebenenfalls nachfüllen derselben
- Wechsel aller Filter
- Überprüfung der Laserausrichtung
- Überprüfung des Triebstrangs
- Reinigung und Justierung der Bremsen
Die meisten Windkraftanlagen sind auf eine Betriebsdauer von 20 Jahren ausgerichtet. Die neueren Anlagen verfügen über eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren. Ist dieses Alter überschritten, wird die Anlage entweder zurückgebaut oder durch größere und moderne Anlagen ersetzt. Letzteres heißt im Fachjargon Repowering und ist unter Umständen schon vor Ablauf der Auslegungsdauer sinnvoll – denn die neuen Anlagen arbeiten in der Regel leiser und effizienter. Mit ihnen lassen sich die Wartungskosten deutlich senken und höhere Erträge erwirtschaften. Häufig passen sie auch besser in die Landschaft. Windkraftanlagen können aber auch über die bescheinigte Auslegungslebensdauer hinaus im Betrieb sein, vorausgesetzt ihre Betriebssicherheit ist gutachterlich nachgewiesen.
Mögliche Windkraftwerk Abwandlungen: zur Energiegewinnung
- Offshore Windpark (ein solcher Windpark lohnt sich für größere Unternehmen, die auf erneuerbare Energien setzen)
- Wasserkraft und Windkraft-Kombinationswerk
- Kleinwindkraftanlagen in der Meteorologie
- Solarenergie (Photovoltaik) und Windkraft in Kombination
Windrad kaufen / Windkraftanlage kaufen: Wie viel kostet eine Windkraftanlage?
Windkraftanlage Kosten: Die Rahmenbedingung für erneuerbare Energien und damit Windenergieanlagen in Deutschland waren nie besser: Effizientere Anlagentechniken, verbesserte Produktionsverfahren und die Fertigung höherer Stückzahlen drücken die Herstellungskosten. Der Preis für Herstellung, Montage und Aufbau einer Windkraftanlage berechnet sich pro Kilowatt installierter Leistung. Anfang der 90er-Jahre lag er noch bei 1.260 Euro, 2004 bei nur noch 890 Euro pro Kilowatt. Mittlerweile sind die Preise für Windkraftanlagen weiter gesunken. Inzwischen kosten Aufbau und Montage inklusive Abnahme 600 bis 870 Euro pro Kilowatt installierter Leistung.
Worauf Verbraucher beim Kauf einer privaten Kleinwindanlage achten sollten
Nachfolgend eine kleine Checkliste:
- Ist der Wind stark genug? Wer ein Mini-Windrad kaufen möchte, prüft zunächst die Windverhältnisse auf dem eigenen Grundstück.
- Abstimmung mit Bauamt und Nachbarn: Auch eine Kleinwindanlage ist abhängig von der Zustimmung des Bauamtes und selbstverständlich auch von dem Einverständnis der Nachbarn.
- Vor Kauf Geräuschpegel prüfen: Kleinwindanlagen sind heute in der Regel mit einer optimierten Flügel-Aerodynamik sowie ausgefeilter Regelungstechnik ausgestattet und arbeiten leise. Trotzdem lohnt sich das Vertrauen auf das eigene Ohr.
- Keine Einspeisung, nur Eigenverbrauch: Bei einer Kleinwindanlage ist ausschließlich der Eigenverbrauch wirtschaftlich. Denn er senkt die Stromabnahme vom Versorger, der den aktuellen Strompreis berechnet.
- Windkraftanlage Aufbau / Keine Montage auf dem Dach des eigenen Hauses: Denn dort sind Windverhältnisse häufig turbulent. Für Kleinwindanlagen wird die Montage des Windrads im Garten auf einem bodenständigen Mast empfohlen.
- Der Trend: Windturbinen mit horizontaler Rotorachse, denn horizontale Kleinwindanlagen arbeiten effizienter als solche mit vertikaler Rotorachse, Zweitere werden auch "Kleinwindkraftanlagen vertikal" oder "vertikale Windkraftanlagen" genannt.
- Solarstromanlage plus Kleinwindanlage: Solarenergie und Windenergie ergänzen sich bei der Energieversorgung optimal. Denn eine von Sonne und Wind gemeinsam geladene Batterie kann kleiner ausgelegt werden.
- Angaben des Herstellers oder Verkäufers prüfen: Es ist ratsam, vor dem Kauf unabhängige Informationen einzuholen und sich ein eigenes Bild zu machen: Wenn die Anlage bereits an einem anderen Ort aufgestellt wurde, lohnt sich ihre Besichtigung an einem windstarken Tag sowie ein Gespräch mit dem Betreiber.
Auswahl von Windkraftanlagen Hersteller im Überblick
Fazit zu Windkraftanlagen
Der weltweite Markt für Windanlagen, ob Windturbine oder Windrad für das Einfamilienhaus, ist ständig in Bewegung und für potenzielle Käufer kaum zu überblicken. Immer effizientere Anlagentechniken, veränderte politische und gesetzliche Rahmenbedingungen (inklusive Förderprogramme) sowie ein komplexes Angebot machen es dem Verbraucher bei der Auswahl der richtigen Anlage nicht leicht. Darüber hinaus ist auf die Angaben und Montageanleitungen (mangelhafte Übersetzung) der Hersteller (häufig aus Fernost) teilweise auch nur wenig Verlass.
Wer heute eine Windkraftanlage erwerben möchte, sollte zunächst beim zuständigen Bauamt die notwendigen Auflagen zur Voraussetzung einholen, die Windverhältnisse am eigenen Standort selbst oder gutachterlich prüfen lassen und erst anschließend nach dem passenden Produkt suchen! Nur kleinere Windräder bieten die Option für den Selbstaufbau. Die Montage größerer Windkraftanlagen erledigt ein Fachbetrieb, möglichst der Hersteller selbst oder ein von ihm zertifizierter Betrieb.
Glossar
GentechnikGezielte Eingriffe in das Erbgut von Pflanzen und Tieren wird als Gentechnik zusammengefasst.
GentechnikWissenschaftliche Erforschung und Veränderungen von Genen für die Züchtung robuster Pflanzen und die Erforschung von Krankheiten.
EdelstahlUnlegierter, besonders reiner Stahl besitzt die Norm EN 10020 und trägt die Bezeichnung Edelstahl. Er kommt in der Industrie, in der Produkterstellung oder in der Medizin zum Einsatz.
DrehmomentWie viel Drehkraft auf einen bestimmten Körper einwirkt, ist durch die Maßeinheit des Drehmomentes bestimmt. In seltenen Fällen ist sie als „M“ angegeben.
DurchmesserDen größtmöglichen Abstand von Kugeln oder Kreise berechnen Anwender und Hersteller über die Maßangabe „Durchmesser“.
NennleistungWirkungsstärke, die elektronische Geräte durch einen Wandlungsprozess erzeugen.
NabenhöheBezeichnet die Höhe des Sitzes eines Rotors von Windenergieanlagen.
MeteorologieWissenschaftlicher geophysikalischer Bereich, der sich mit der Beobachtung der Atmosphäre befasst.
Erneuerbare EnergienStehen für Energieformen, die ohne Ausbeutung von Ressourcen auskommen, wie Wind oder Sonnenlicht.
AerodynamikDie strömende und beeinflussende Luft samt ihres Widerstandes. Für die Eigenschaft der Funktion von Flugzeugen ist sie von zentraler Bedeutung, denn sie ermöglicht den Auf- und Abtrieb.
StahlGehärtetes und verarbeitetes Eisen, dass durch eine Hochtemperaturbehandlung zusätzlich an Halt und Belastbarkeit gewinnt. Stahl dient als Baumittel und ist Grundlage für Schrauben, Halteplatten oder Bauträgern.
AusgangsspannungSpannung, in Volt angegeben, die ein Gerät benötigt, um zu funktionieren.
SegeltücherBezeichnung für Baumwolltücher mit hoher Gewebsdichte und Stabilität, wie sie bei Segelschiffen zum Einsatz kommen.
Erneuerbare EnergieAlle Formen, die zur Energiegewinnung genutzt werden, ohne Ressourcen der Erde nutzen zu müssen. Hierzu zählen: Sonnenenergie, Wasserkraft oder Windkraft.
Quellen
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