FAQ / Häufig gestellte Fragen

Wieviel Leistung steckt im Wind? Wieviel können kleine Windkraftanlagen davon nutzen?

Das ist für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Anlagen ein wichtiges Thema. Hier wird von einigen Anbietern der Kunde bewusst im Unklaren gelassen.
Der deutsche Physiker Albert Betz hat 1920 mit seiner Theorie der geschlossenen Stromröhre nachgewiesen, dass mit einer Windenergieanlage durch Verzögerung der strömenden Luftmasse maximal 16/27 = 59 % der Leistung des Windes genutzt werden kann. Dieser optimale Leistungsbeiwert cP wird erreicht, wenn die Windgeschwindigkeit durch den Rotor der Windenergieanlage auf ein Drittel ihres Wertes abgebremst wird.
Gute Windkraftanlagen erreichen heute einen Leistungsbeiwert von ca. 45%. Dieser Wert bezieht sich oft nur auf den reinen mechanischen Wirkungsgrad direkt an der Welle! Nun kommen bei vielen Anlagen Getriebe, Lager, Riemen usw. zum Einsatz. Dies frisst Energie. Weiterhin haben viele Generatoren einen unbefriedigenden Wirkungsgrad (70-80%). Gute Generatoren liegen bei über 90% und sind jedoch meist preisintensiv. Der Gesamtwirkungsgrad von Kleinwindkraftanlagen dürfte somit nur bei ca. 28-32% angesiedelt sein.

Was ist also aus einem m² Rotorfläche zu erwarten?

Windgeschwind. [m/s] theor. Leistung P/m²[W/m²] eff. Leistung 29% P/m²[W/m²] Windstärke nach Beaufort
3 16 5 2
4 40 12 3
5 78 22 3 bis 4
6 134 39 4
7 213 62 4
8 317 92 5
10 620 180 4 bis 6
12 1071 311 6
14 674 477 7
16 2499 713 7
18 3558 1015 8
20 4880 1392 8 bis 9

Ein praktisches Beispiel für den Nutzen einer Kleinwindkraftanlage:

Aufgabe:
Ich möchte mit Windkraft mein Brauchwasser erwärmen oder die Heizung unterstützen um so Öl und Gas einsparen. Der Speicher meiner Heißwasseranlage enthält 100l Wasser. Wie viel Energie ist erforderlich, um diese Wassermenge von 20°C auf 82°C zu erwärmen?

Um diese Aufgabe zu lösen, helfen uns folgende Berechnungen:

Gesucht ist Q
gegeben sind:
V=100l, daraus folgt: m = 100kg
v1 = 20 °
v2 = 82 °C C
c = 4,186 kJ
kg × K

Lösung:

Q = c × m × ∆T
Q = 4,186 kJ × 100kg × 62K
kg × K

Q = 25953 kJ
Q = 26000 kJ

Die erforderliche Wärmeleistung beträgt 26000 kJ.
Dies entspricht:
ca. 7,2 kWh oder
ca. 564 g Flüssiggas oder
ca. 0,8m³ Erdgas oder
ca. 0,7 Liter Heizöl

Wie lange benötigt also meine Windkraftanlage um so viel Energie zu erzeugen?

Bei voller Leistungsentfaltung benötigt eine Windkraftanlage mit:

  • 500 Watt = 14,4 Stunden
  • 1000 Watt = 7,2 Stunden
  • 3000 Watt = 2,4 Stunden

Was ist gemeint wenn vom La Cour Prinzip die Rede ist?

Poul La Cour war ein dänischer Wissenschaftler, der erstmalig die Grundlagen zur elektrischen Stromgewinnung mit Hilfe der Windenergie erforschte. 1891 wurde eine Versuchsanlage auf Jütland erbaut, an der die Technik weiterentwickelt wurde. Poul La Cour erfand auch das Prinzip des Schnellläufers. Das Prinzip, dass bei einer Windkraftanlage die Flügelspitzen schneller laufen als die anströmende Windgeschwindigkeit.

Wie hoch sind die Versandkosten für Artikel die ich bei aerocatcher.de bestelle?

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