KLEINWIND / PRAKTISCHE ANTWORTEN
Wie viel Strom erzeugt eine 5-kW-Windkraftanlage pro Tag?
Die Nennleistung von 5 kW bezeichnet die Leistungsklasse der Anlage. Der tägliche Energieertrag hängt vom Wind an Ihrem Standort und vom Anlagenverhalten ab.
Zur BerechnungDie kurze Antwort
Eine 5-kW-Windkraftanlage hat keinen festen Tagesertrag. Als Rechenbeispiel ergibt ein angenommener jährlicher Netto-Kapazitätsfaktor von 20% einen Ertrag von 8.760 kWh pro Jahr — im Jahresmittel 24 kWh pro Tag.
Der Wert von 20% ist eine Annahme, kein gemessenes MARSTON-Ergebnis und keine Prognose für Ihren Standort. Die tatsächliche Erzeugung kann niedriger oder höher sein.
01 / DIE ZAHLEN VERSTEHEN
Eine Nennleistung. Unterschiedliche Energieerträge.
Diese Szenarien zeigen die Berechnung für dieselbe Nennleistung von 5 kW. 10%, 20% und 30% sind gewählte Beispiele, kein typischer Leistungsbereich. Eine Standortbewertung muss ihr eigenes Ergebnis ermitteln.
| Angenommener jährlicher Netto-Kapazitätsfaktor | Tägliche Energie im Jahresmittel | Jahresenergie |
|---|---|---|
| 10% | 12 kWh | 4.380 kWh |
| 20% | 24 kWh | 8.760 kWh |
| 30% | 36 kWh | 13.140 kWh |
Jahresenergie = 5 kW × 8.760 Stunden × angenommener Kapazitätsfaktor
Tagesmittel = Jahresenergie ÷ 365. Für das Beispiel mit 20%: 5 × 8.760 × 0,20 = 8.760 kWh/Jahr; 8.760 ÷ 365 = 24 kWh/Tag.
Ein Jahresmittelwert garantiert keine tägliche Versorgung. An manchen Tagen kann der Ertrag erheblich niedriger liegen, an anderen höher.
Was bedeutet „Kapazitätsfaktor“?
Er setzt die in einem Zeitraum erzeugte Energie ins Verhältnis zur Energie bei durchgehendem Betrieb mit Nennleistung im selben Zeitraum. Ein Kapazitätsfaktor von 20% bedeutet nicht, dass der Wind nur 20% der Zeit weht.
In diesem Beispiel bezeichnet „netto“ die Energie am Wechselstromausgang des Systems; die Verluste bis zu diesem Punkt sind im angenommenen Faktor bereits enthalten. Ziehen Sie dieselben Verluste nicht erneut ab. Die verbrauchte, gespeicherte oder eingespeiste Energie kann davon abweichen.
02 / DIE FRAGEN HINTER DER ZAHL
Was sollten Sie vor der Anlagenwahl prüfen?
Warum nicht einfach 5 × 24 = 120 kWh rechnen?
Diese Berechnung setzt voraus, dass die Anlage alle 24 Stunden lang 5 kW hält. Die Leistung einer Windkraftanlage ändert sich mit der Windgeschwindigkeit und den Betriebsbedingungen. Die Nennleistung allein sagt nicht, wie viele Stunden sie auf diesem Niveau erzeugt.
120 kWh ist der Rechenwert für einen ganzen Tag bei Nennleistung, kein erwarteter Tagesertrag.
Was benötigen Sie für eine belastbare Ertragsabschätzung?
Beginnen Sie mit einer anwendbaren Leistungskennlinie und Winddaten für die geplante Nabenhöhe. Die Kennlinie zeigt die Anlagenleistung bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten; die Winddaten zeigen, wie häufig diese Bedingungen auftreten.
- Standort, Gelände und nahe Hindernisse.
- Windgeschwindigkeitsaufzeichnungen sowie Messhöhe und Messzeitraum.
- Geplante Turmhöhe und Aufstellungsposition.
- Anwendbare Leistungskennlinie und deren elektrischer Messpunkt.
- Elektrische Verluste, Stillstandszeiten und mögliche Erzeugungs- oder Einspeisegrenzen.
Multiplizieren Sie die Leistung für jede Windbedingung mit ihrer Dauer, addieren Sie die Energiemengen und berücksichtigen Sie Verluste einheitlich. Zum Leitfaden für die Jahresenergieberechnung.
Was erzeugt eine 5-kW-Anlage bei 5 m/s?
Es gibt keinen allgemeingültigen Leistungswert einer 5-kW-Anlage bei 5 m/s. Verwenden Sie die anwendbare Leistungskennlinie des gewählten Modells. Auch eine einzelne Windgeschwindigkeit erlaubt keine Prognose des Tagesertrags: Entscheidend ist der zeitliche Windverlauf.
Ebenso ergibt das Einsetzen der Jahresmittelwindgeschwindigkeit in eine Leistungskennlinie nicht die mittlere Jahresleistung. Die Verteilung der Windgeschwindigkeiten ist relevant.
Kann eine 5-kW-Windkraftanlage ein Haus oder einen kleinen Betrieb versorgen?
Sie kann einen Teil des Energiebedarfs decken. Prüfen Sie jedoch sowohl den Energieverbrauch in kWh als auch den Leistungsbedarf in kW. Vergleichen Sie die zeitlichen Verläufe von Erzeugung und Verbrauch.
Ein Standort mit 24 kWh Tagesverbrauch kann weiterhin einen hohen Bedarf haben, wenn die Anlage wenig erzeugt. Übereinstimmende Jahressummen begründen keine durchgehende Versorgung. Berücksichtigen Sie bei Bedarf das Netz, eine Ersatzversorgung oder ein separat bewertetes Speichersystem im Versorgungskonzept.
Garantiert eine elektrische Windnachführung einen höheren Tagesertrag?
Die elektrische Windnachführung steuert die Ausrichtung der Anlage zum Wind. Sie bestimmt für sich allein keinen täglichen Energieertrag. Um einen Energiegewinn zu beziffern, vergleichen Sie geeignete Leistungsnachweise unter denselben Wind- und Aufstellungsbedingungen.
Sollte ich eine 5-kW- oder eine 10-kW-Anlage wählen?
Vergleichen Sie den prognostizierten Ertrag am selben Standort mit denselben Winddaten und Verlustannahmen. Vergleichen Sie anschließend die Anforderungen an Turm und Fundament, elektrische Ausstattung, Installation und Kosten. Eine Verdopplung der Nennleistung allein belegt keine Verdopplung des Jahresertrags.
Quellen und Hinweise zur Berechnung
Die allgemeine Methode zur Ertragsbewertung folgt dem Small Wind Guidebook des US-Energieministeriums. Die Definition des Kapazitätsfaktors entspricht dem Glossar der US Energy Information Administration.
Die Szenariotabelle enthält eigene Berechnungen mit den genannten Annahmen. Sie enthält keine gemessenen Anlagenergebnisse und keine MARSTON-Aussage zum Jahresertrag. Öffentliche Quellen erläutern die Methode; sie bestätigen kein bestimmtes MARSTON-Produkt.
03 / IHR STANDORT UND ENERGIEBEDARF
Welchen Beitrag könnte eine 5-kW-Anlage an Ihrem Standort leisten?
Senden Sie den Standort, vorhandene Windaufzeichnungen mit Messhöhe, die geplante Turmhöhe und den Strombedarf. Geben Sie an, ob Netzbetrieb oder ein netzunabhängiges System vorgesehen ist, und benennen Sie bereits vorhandene Geräte.
Noch keine Windmessungen? Beginnen Sie mit den vorhandenen Angaben und sagen Sie uns, was noch unbekannt ist.