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2015 | Book

Vertikale Kleinwindanlagen in Bayern

Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse

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About this book

Ramona Schmelmer und Petra Denk ermitteln, ob vertikale Kleinwindkraftanlagen unter derzeitigen Rahmenbedingungen in Bayern eine wirtschaftlich sinnvolle Investition darstellen. Die Autorinnen geben einen Überblick über die internationale Kleinwindbranche und zeigen die Hemmnisse der deutschen Kleinwindindustrie auf. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse wird anhand eines geplanten Pilotprojektes durchgeführt. Dabei werden für verschiedene Kleinwindanlagentypen die Gesamtinvestitionskosten, der Energieertrag und die daraus folgende Rentabilität ermittelt und die für einen wirtschaftlichen Betrieb notwendigen Parameter präsentiert.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
„Die Wind-Energie entwickelt sich in Deutschland zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig. Dabei geht es aber nicht nur um Großturbinen. Auch die Kleinwindanlagen nehmen vor allem in der privaten Energieversorgung immer mehr Fahrt auf.“ [vgl. Die Welt 2013].
Mit diesem Slogan beginnt ein Artikel, der im Mai 2013 in der Zeitung DIE WELT erschienen ist. Dieser soll den Leser darauf aufmerksam machen, dass von dem Boom der Windbranche nicht nur Großanlagen im Megawatt (MW) Bereich betroffen sind, sondern ebenfalls Kleinwindkraftanlagen eine immer bedeutendere Rolle spielen.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
2. Bauformen Kleinwindkraftanlagen
Zusammenfassung
Auf dem Markt der Kleinwindanlagen sind viele verschieden Turbinentypen anzutreffen. Die Unterschiede reichen dabei von ihrer aerodynamischen Wirkungsweise bis hin zur konstruktiven Bauweise. Windkraftanlagen nutzen zum einen das Widerstandsprinzip zur Windenergieumwandlung und zum anderen das Auftriebsprinzip, analog zu einem Flugzeugflügel. Des Weiteren gibt es Unterschiede in der Drehachse des Rotors. Dreht sich der Rotor um eine vertikale Achse, so handelt es sich um eine vertikale Windkraftanlage. Horizontale Windkraftanlagen verfügen über eine horizontale Rotordrehachse.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
3. Berechnung des Energieertrags einer Windkraftanlage
Zusammenfassung
Der Energieertrag einer Kleinwindkraftanlage ist von folgenden Faktoren abhängig:
  • Windverhältnisse am Anlagenstandort
  • Leistungskennlinie der Windturbine
  • Auftretende Verluste
In diesem Kapitel wird erläutert, wie sich die Windverhältnisse bestimmen lassen und sich aus den gemessenen Windgeschwindigkeiten eine Häufigkeitsverteilung ableiten lässt. Des Weiteren wird aufgezeigt, wie der Windverlauf durch eine Verteilungsfunktion beschrieben werden kann. Anschließend wird darauf eingegangen, wie sich der jährliche Energieertrag sowie der langjährig mittlere Jahresenergieertrag berechnen lassen und welche Verluste bei einer KWA zu betrachten sind.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
4. Hemmnisse der Kleinwindenergie
Zusammenfassung
Deutschland hinkt in der Kleinwindbranche anderen Ländern, wie zum Beispiel Großbritannien, stark hinterher. Während diese Nationen eigene Einspeisevergütungen für Kleinwindanlagen und Zertifizierungsstandards für Hersteller und Installateure eingeführt haben, gibt es in Deutschland nicht einmal ein bundesweit einheitliches Genehmigungsverfahren. Die Defizite und Hindernisse der deutschen Kleinwindbranche werden daher in diesem Kapitel aufgezeigt und Verbesserungsvorschläge aufgeführt.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
5. Wirtschaftlichkeitsanalyse einer vertikalen Kleinwindanlage
Zusammenfassung
Im Rahmen eines Pilotprojektes der Bayernwerk Natur GmbH soll untersucht werden, ob sich der Betrieb einer vertikalen Kleinwindanlage mit einer Nennleistung von 5 kW als wirtschaftlich erweist. Hierzu wird in diesem Kapitel das geplante Pilotprojekt zur Installation einer KWA in Taufkirchen kurz vorgestellt und im Anschluss die durchgeführte Windmessung am Anlagenstandort beschrieben. Des Weiteren wird ein Konzept erörtert, mit dem sich der langjährig mittlere Jahresenergieertrag einer vertikalen Windturbine am Pilotstandort prognostizieren lässt. Darauffolgend soll im Rahmen eines Herstellervergleichs die beste KWA ausgewählt werden.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
6. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Während Kleinwindanlagen lange Zeit im Hintergrund der Großanlagen standen, rücken sie nun immer mehr in den Vordergrund. Vor allem im internationalen Raum, wie den USA oder Großbritannien, nimmt die Kleinwindkraft immer mehr an Fahrt auf. Von der World Wind Energy Association (WWEA) wird prognostiziert, dass die Anzahl der installierten Kleinwindanlagen im Jahre 2020 auf 5.000 MW ansteigen wird. Aufgrund dieses globalen Booms stellte sich die Frage, ob die Kleinwindkraft bereits zu diesem Zeitpunkt eine wirtschaftlich rentable Investition darstellt. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde deshalb untersucht, ob der wirtschaftliche Betrieb unter derzeitigen Bedingungen möglich ist. Dabei lag das Augenmerk auf vertikalen KWA.
Ramona Schmelmer, Petra Denk
Backmatter
Metadata
Title
Vertikale Kleinwindanlagen in Bayern
Authors
Ramona Schmelmer
Petra Denk
Copyright Year
2015
Electronic ISBN
978-3-658-08058-7
Print ISBN
978-3-658-08057-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-08058-7