Lösungen / Technischer Leitfaden
Jahresenergie von Windenergieanlagen: Eingangsgrößen, Berechnung und Unsicherheit
Eine nützliche Schätzung des Jahresenergieertrags erläutert, wie der Wind am Standort an einem definierten Anschlusspunkt zu Strom wird. Bauen Sie die Berechnung auf dokumentierten Windressourcen, einer zutreffenden Turbinenleistungskennlinie und ausdrücklichen Betriebsannahmen auf. Zeigen Sie anschließend, welche Teile des Ergebnisses unsicher bleiben.
Berechnen Sie die Energie, die Ihr Projekt nutzen kann.
Die Nennleistung kennzeichnet die Leistungskapazität der Ausrüstung. Die Jahresenergie erfordert eine standortspezifische Berechnung; die nutzbare Energie hängt außerdem davon ab, wann die Last, das Netz oder andere Geräte sie aufnehmen können.
01 / Energiebilanzgrenze
Bitte geben Sie genau an, welche kWh die Schätzung betrifft.
Notieren Sie neben jedem Energieergebnis den Messpunkt: Generatorklemmen, Umrichterausgang, Standortanschluss oder von der Last aufgenommene Energie.
Notieren Sie neben jedem Energieergebnis den Messpunkt: Generatorklemmen, Umrichterausgang, Standortanschluss oder von der Last aufgenommene Energie. Geben Sie außerdem an, ob sich der Wert auf eine Turbine oder eine vollständige Anlage bezieht, und nennen Sie das Bewertungsjahr. So wird verhindert, dass eine generatorseitige Schätzung als am Standort gelieferte Energie dargestellt wird.
Legen Sie die Fragestellung vor der Berechnung fest. Bei einem netzgekoppelten Projekt müssen möglicherweise Einspeisung und Eigenverbrauch getrennt werden; bei einer unabhängigen Versorgung kann die von wesentlichen Verbrauchern genutzte Energie erforderlich sein. Halten Sie die zutreffende Ausrüstungskonfiguration zusammen mit der Leistungskennlinie, einschließlich der Steuerungsversion und des Messorts.
02 / Windeingangsdaten
Verwenden Sie die Windverteilung oder eine zeitlich abgestimmte Zeitreihe.
Die mittlere jährliche Windgeschwindigkeit allein lässt nicht erkennen, wie häufig die einzelnen Windgeschwindigkeiten auftreten.
Die mittlere jährliche Windgeschwindigkeit allein gibt nicht an, wie häufig die einzelnen Windgeschwindigkeiten auftreten. Eine Verteilung erfasst die Häufigkeit von Geschwindigkeitsbereichen; eine Zeitreihe erhält deren zeitliche Reihenfolge. SAM-Ressourcenleitfaden unterscheidet die Methoden der jährlichen Verteilung von den Zeitreihenmethoden, die für zeitabhängige Analysen benötigt werden.
Halten Sie für Ihre Berechnungsdatei Koordinaten, Mess- oder Modellhöhe, Zeitraum, Einheiten und jede Anpassung auf Nabenhöhe fest. Bewahren Sie die ursprüngliche Ressourcendatei und eine separate bearbeitete Version auf. Wenn nur eine kurze Messkampagne vorliegt, kennzeichnen Sie das Ergebnis als für diesen Zeitraum geltend, sofern der Gutachter keine begründete Methode zur Abbildung eines Jahres bereitstellt.
03 / Berechnung
Multiplizieren Sie die elektrische Leistung mit der Anzahl der jeweils repräsentierten Stunden.
Intervallmethode: E = Σ(P_t × Δt), wobei P die elektrische Leistung in kW und Δt die Zeitdauer in Stunden ist.
Intervallmethode: E = Σ(P_t × Δt), wobei P die elektrische Leistung in kW und Δt die Zeitdauer in Stunden ist. Eine Berechnung anhand von Häufigkeitsklassen summiert entsprechend die jeder Windgeschwindigkeitsklasse zugeordnete Leistung, multipliziert mit den Stunden dieser Klasse. Geben Sie die Interpolation, die Behandlung von Werten außerhalb des Bereichs und die Steuerungsannahmen an, die zur Ermittlung von P verwendet wurden.
Hypothetisches Rechenbeispiel: ein fiktives Profil liefert 2 kW für 100 Stunden und 5 kW für 60 Stunden: 2 × 100 + 5 × 60 = 500 kWh. Dies deckt nur diese 160 Stunden ab. Es handelt sich weder um eine Jahresschätzung noch um eine Leistungskurve oder einen Energieertrag von MARSTON. Die übrigen Zeiträume müssen gesondert berücksichtigt werden.
04 / Betriebsbedingte Abzüge
Erfassen Sie Abzüge einmalig an der richtigen Bilanzgrenze.
Erstellen Sie eine Aufstellung für Annahmen wie Ausfallzeiten, nachgelagerte Kabelverluste, Eigenbedarf oder begrenzte Netzeinspeisung.
Erstellen Sie eine Übersicht der Annahmen zu beispielsweise Stillstandszeiten, nachgelagerten Kabelverlusten, Hilfsenergiebedarf oder begrenzter Netzeinspeisung. Jede Zeile sollte die betroffenen Geräte, den Zeitraum, die Grundlage und die Angabe enthalten, ob die Leistungskurve den jeweiligen Einfluss bereits berücksichtigt. Von einer Leistungskurve am Umrichterausgang darf derselbe Umrichterverlust nicht erneut abgezogen werden.
Trennen Sie Abregelung von Umwandlungsverlusten. Abregelung betrifft die Erzeugung, die im vorgeschlagenen Betriebsfall nicht aufgenommen werden kann oder absichtlich begrenzt wird. Leiten Sie sie aus den Aufnahmegrenzen und der zeitlichen Übereinstimmung ab, sofern diese Daten vorliegen. Ein willkürlicher Reduktionsfaktor ist eine Szenarioannahme und kein Nachweis dafür, wie die Anlage betrieben werden wird.
05 / Vertrauenswürdigkeit
Stellen Sie die Unsicherheit getrennt von den erwarteten Abzügen dar.
Führen Sie die ungeklärten Eingangsgrößen neben dem Ergebnis auf, beispielsweise die Winddarstellung, die Höhenanpassung, die Anwendbarkeit der Kennlinie und die geplante Verfügbarkeit.
Führen Sie die ungeklärten Eingangsgrößen neben dem Ergebnis auf, beispielsweise Windrepräsentation, Höhenanpassung, Anwendbarkeit der Kennlinie und geplante Verfügbarkeit. Erstellen Sie klar gekennzeichnete Sensitivitätsfälle, indem Sie eine Eingangsgröße oder einen definierten Satz von Annahmen ändern. Bewahren Sie die Eingangsgrößen jedes Falls auf, damit ein Prüfer nachvollziehen kann, warum sich der Zahlenwert geändert hat.
SAMs Dokumentation zur Unsicherheit behandelt Unsicherheit als Analyse von Verteilungen und Einflussgrößen. Eine Sensitivitätsbetrachtung für einen niedrigen Ansatz ist nicht automatisch eine P90-Schätzung. Ordnen Sie keine Überschreitungswahrscheinlichkeit zu, sofern die zugrunde liegende statistische Methode und die Daten diese Bezeichnung nicht rechtfertigen.
06 / Projektentscheidung
Vergleichen Sie erzeugte, aufgenommene und nutzbare Energie.
Bewahren Sie für Lasten oder Einspeisebeschränkungen eine Intervalltabelle mit Erzeugung, Bedarf, aufgenommener Windenergie und abgewiesenem Überschuss auf.
Führen Sie für Lasten oder Einspeisebeschränkungen eine Intervalltabelle mit Erzeugung, Bedarf, aufgenommener Windenergie und nicht aufgenommenem Überschuss. Wenn Speicher oder eine Reserveversorgung vorgeschlagen werden, muss das Projektmodell die tatsächlichen Geräte und die Einschränkungen ihrer Einsatzsteuerung berücksichtigen. Gleiche jährliche Erzeugungs- und Bedarfsmengen belegen keine unterbrechungsfreie Versorgung.
Das aktuelle Sortiment von MARSTON umfasst Turbinen mit elektrischer Windnachführung mit 5, 10, 20, 30 und 50 kW. Fordern Sie vor der Ertragsmodellierung die für die in Betracht gezogene Konfiguration geltenden Nachweise an. Kombinieren Sie diese Berechnung mit der Projektkostenbewertung; die Modellbezeichnung verspricht keinen festen Jahresenergieertrag.
Setzen Sie die Prüfung fort mit Qualität von Windmessdaten: Leitfaden zur Projektübergabe.
Setzen Sie die Prüfung fort mit Windenergie oder Solarenergie für die Stromversorgung abgelegener Standorte: Projektvergleich.
Setzen Sie die Prüfung fort mit Kosten von Kleinwindprojekten: Einen vollständigen Vergleich erstellen.
Weitere Projektleitfäden: Lastprofile für kleine Windenergieanlagen: kW, kWh und zeitlicher Verlauf · Eine Windenergieanlage im Vergleich zu mehreren kleinen Windenergieanlagen.
Weitere Projektleitfäden: Anlauf-, Einschalt- und Betriebswindgeschwindigkeiten von Windenergieanlagen · Mittlere Windgeschwindigkeit und Windgeschwindigkeitsverteilungen · Überprüfung von Kalibrierung und Messunsicherheit bei Windenergieanlagen · Verfügbarkeit, Stillstand und fehlende Aufzeichnungen bei Windenergieanlagen.
Weitere Projektleitfäden: Eigenverbrauchs- und Autarkiekennzahlen für Windenergie · Stromrechnungen: Eingangsgrößen für die Windprojektbewertung · Wind- und Dieselstrom: Vergleich für dieselbe Versorgungsaufgabe an einem abgelegenen Standort · Windenergie oder Netzausbau für abgelegene Standorte.
Prüfen Sie saisonale Abstimmung von Windangebot und Last, die langfristige Ressourcen- und MCP-Bewertung und P50/P90-Evidenz und Wahrscheinlichkeitsbezeichnungen. zusammen mit der Energieberechnung und ihren Annahmen.
Allgemeiner Hintergrund: NLR System Advisor Model: Windressource · NLR System Advisor Model: Windbezogene Unsicherheiten. Diese Quellen erläutern Branchenkonzepte; sie sind von den geltenden MARSTON-Produkt- und Projektunterlagen zu unterscheiden.
Die Informationen für diese Prüfung vorbereiten.
Ordnen Sie die Projektangaben anhand der Checkliste. Markieren Sie fehlende Punkte und bewahren Sie Dokumentverweise auf.
| Prüfpunkt | Bereitzustellende Angaben | Zweck |
|---|---|---|
| Ausgabepunkt | Eine definierte Zähler- oder Anschlussgrenze | Stellen Sie sicher, dass alle kWh-Ergebnisse vergleichbar sind. |
| Ressourcendatei | Koordinaten, Höhe, Zeitstempel und Abdeckung | Ermitteln Sie, welche Windverhältnisse dargestellt werden. |
| Leistungszuordnung | Revisionsstand der Kennlinie, Einheiten und Interpolationsmethode | Vollziehen Sie die Berechnung der elektrischen Leistung nach. |
| Aufstellung der Abzüge | Annahmen zu Verlusten, Ausfallzeiten und Abnahme | Vermeiden Sie die doppelte Anrechnung von Minderungen. |
| Ergebnisfälle | Erzeugte, aufgenommene und nutzbare Energie mit Sensitivitäten | Verknüpfen Sie die Schätzungen mit der Projektentscheidung. |
Technische Fragen.
Kann ich die Nennleistung in kW mit 8,760 multiplizieren?
Diese Rechnung setzt eine durchgehende Abgabe der Nennleistung über ein Nichtschaltjahr voraus. Sie ist keine standortspezifische Ertragsschätzung; verwenden Sie die jeweils geltende Kennlinie sowie die entsprechenden Ressourcen- und Betriebsannahmen.
Reicht die mittlere jährliche Windgeschwindigkeit aus?
Es legt weder die Geschwindigkeitsverteilung noch den zeitlichen Verlauf fest. Ermitteln Sie die zusätzlichen Annahmen zur Windressource, die für die Berechnung und die zu bewertende Entscheidung erforderlich sind.
Kann eine kurze Messkampagne ein ganzes Jahr vorhersagen?
Nur durch eine angemessene und erläuterte Bewertungsmethode. Eine Berechnung über den gesamten Zeitraum muss ihre ursprüngliche Periodenbezeichnung beibehalten.
Was ist der Unterschied zwischen Brutto- und nutzbarer Energie?
Die Bruttoenergie richtet sich nach der gewählten Erzeugungsgrenze. Nutzenergie ist der Anteil, der nach Berücksichtigung der relevanten Einschränkungen und nachgelagerten Auswirkungen für den angegebenen Zweck angenommen wird.
Entspricht ein konservativer Fall P90?
Nein. Eine Wahrscheinlichkeitsangabe erfordert ein begründetes Unsicherheitsmodell; ein Sensitivitätsfall beschreibt veränderte Annahmen, ohne diese Wahrscheinlichkeit nachzuweisen.
Welche Informationen sollten eine Energieabschätzung begleiten?
Die Ressourcendatei, die Kurvenidentifikation, die Abgrenzung der Leistungsabgabe, die Verarbeitungsmethode, die Aufstellung der Abzüge und die Ergebnisfälle, wobei ungeklärte Annahmen deutlich gekennzeichnet sind.
Technische Anfrage
Ihre Projektinformationen in das Gespräch einbringen.
Eine nützliche Schätzung des Jahresenergieertrags erklärt, wie der Wind am Standort in elektrische Energie an einem definierten Anschlusspunkt umgewandelt wird. Stellen Sie für ein technisches Angebot die verfügbaren Informationen und den Umfang der zu prüfenden Ausrüstung bereit.