Geleitwort | 6 |
Institutsprofil | 7 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
Abbildungsverzeichnis | 11 |
Tabellenverzeichnis | 13 |
Anhangsverzeichnis | 14 |
Abkürzungsverzeichnis | 15 |
Zusammenfassung | 17 |
Abstract | 17 |
1 Einführung | 18 |
1.1 Entwicklung der Kleinwindenergie | 18 |
1.2 Ziel und Vorgehensweise | 20 |
1.3 Definition Kleinwindanlage | 21 |
1.4 Firmenvorstellung | 24 |
2 Bauformen Kleinwindkraftanlagen | 25 |
2.1 Widerstands- und Auftriebsläufer | 26 |
2.2 Schnellund Langsamläufer | 28 |
2.3 Vertikal- und Horizontalläufer | 29 |
2.3.1 Savonius Rotor | 30 |
2.3.2 Darrieus Rotor | 30 |
2.3.3 Darrieus-H Rotor | 31 |
2.3.4 Darrieus-Helix Rotor | 31 |
2.3.5 Vergleich horizontale und vertikale Kleinwindanlagen | 32 |
3 Berechnung des Energieertrags einer Windkraftanlage | 34 |
3.1 Bestimmung der Windverhältnisse | 34 |
3.1.1 Windmessung | 35 |
3.1.2 Höhenabhängigkeit der Windgeschwindigkeit | 37 |
3.2 Berechnung des jährlichen Energieertrags auf Basis gemessener Winddaten | 41 |
3.3 Berechnung des jährlichen Energieertrags aus einer Verteilungsfunktion | 43 |
3.3.1 Weibull-Verteilung | 43 |
3.3.2 Rayleigh-Verteilung | 46 |
3.4 Auftretende Verluste | 46 |
3.5 Langjährig mittlerer Jahresenergieertrag | 47 |
4 Hemmnisse der Kleinwindenergie | 49 |
4.1 Einspeisevergütung | 49 |
4.2 Genehmigungspflicht | 50 |
4.3 Statik | 52 |
4.4 Lärm | 53 |
4.5 Fehlende Standards | 54 |
5 Wirtschaftlichkeitsanalyse einer vertikalen Kleinwindanlage | 56 |
5.1 Projektvorstellung | 56 |
5.2 Anlagenstandort Taufkirchen | 57 |
5.3 Bestimmung der Windverhältnisse am Standort Taufkirchen | 59 |
5.4 Energieertragsberechnung einer Kleinwindanlage am Standort Taufkirchen | 63 |
5.4.1 Konzept 1 – Annahme der gemessenen Häufigkeitsverteilung für ein Betriebs-jahr | 65 |
5.4.2 Konzept 2 – Annäherung der gemessenen Häufigkeitsverteilung an eine Weibullverteilung | 66 |
5.4.3 Konzept 3 – Auffüllen des fehlenden Messzeitraums durch Windmessungen einer anderen Messstation | 68 |
5.4.4 Konzept 4 – Indexierung der gemessen Werte durch Messwerte von München | 72 |
5.4.5 Fazit Energieertragsberechnung | 74 |
5.5 Herstellervergleich vertikaler Kleinwindanlagen am Standort Taufkirchen | 75 |
5.5.1 Vorselektion der favorisierten Anlagentypen | 75 |
5.5.3 Allgemeine Informationen über favorisierte Anlagentypen | 79 |
5.5.4 Kostenaufstellung | 81 |
5.5.5 Energieertragsvergleich | 85 |
5.5.6 Wirtschaftlichkeitsvergleich | 89 |
5.6 Fazit Herstellervergleich vertikaler Kleinwindanlagen am Standort Taufkirchen | 91 |
5.7 Sensitivitätsanalyse | 92 |
5.7.1 Gesamtinvestitionskosten | 93 |
5.7.2 Strompreis | 94 |
5.7.3 Energieertrag | 94 |
5.7.4 Anteil des Eigenverbrauchs | 97 |
5.7.5 Fazit Sensitivitätsanalyse | 98 |
5.7.6 Wirtschaftlichkeit von Kleinwindanlagen in Großbritannien | 100 |
6 Zusammenfassung und Ausblick | 102 |
Anhang | 106 |
Literaturverzeichnis | 139 |