Windenergieanlagen Auslegung
Heutzutage gibt es viele unterschiedliche Windturbinen-Designs mit vertikalem und horizontalem Aufbau. Aber das Hauptziel ändert sich nicht – man versucht die von der Natur bereitgestellte Energie zu „ernten“ und in elektrische Energie umzuwandeln.
Die erreichbare elektrische Energieerzeugung ist hauptsächlich abhängig von 3 Faktoren:
- Windgeschwindigkeit
- „Rauheit“ (engl. Roughness) = Windverteilung – bestimmt durch die Landschaft/Umgebung und die Nabenhöhe des Rotors
- Aufbau der Windturbine – bestimmt durch die Größe und den Generatortyp
Der erste Faktor kann mit den Gleichungen erklärt werden.
Das zweite ist hauptsächlich abhängig von der Umgebung (Koeffizienten für die Rauhklassen für die verschiedene Landschaftsstrukturen) und der Nabenhöhe. Für die Windturbinen, die neben Siedlungen oder Wald aufgebaut sind, ist eine größere Nabenhöhe wichtig, um ein Maximum an elektrischer Energie zu erreichen, da so Turbulenzen minimiert werden, was wiederum eine höhere Windgeschwindigkeit am Rotor bedingt.
Der dritte Faktor ist grundsätzlich abhängig davon, ob man teurere Anlagen mit einem Wechselrichter-Konzept bevorzugt, die schon bei Windgeschwindigkeit ab 5 m/s eingesetzt werden können , oder ein relativ billiges und einfaches Konzept mit Asynchrongenerator und Stallregelung.
Die WEA Auslegung wird In den folgenden Abschnitten erläutert:
Grundlagen der Windenergie und theoretische Leistung einer WEA | |
Windverhältnisse und Windverteilung | |
WEA Energiertrag und technische Merkmale einer Windkraftanlage |