Ertrag

[gwhh]

Hallo @all,

wie hoch ist der Ertrag beim C-Rotor etwa?

Wie ist die Ausbeute etwa im Vergleich zum normalen Horizontal-Schnelläufer anzusetzen?
Dort sehe ich bei einer Windgeschwindigkeit von 5m/sec einen Ertrag von ca. 500kWh / Jahr und m2 Rotorquerschnitt.

Mit wieviel etwa kann man also beim C-Rotor rechnen? (Erfahrungswerte?)

Grüße - GW

[jb79]

Hallo!

Es gibt ein Berechnugstool, dort kannst du die Abmessungen eingeben und erhältst die Leistung die das Windrad bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten liefert. Wieviel kWh du im Jahr "ernten" kannst hängt natürlich nicht nur von den Abmessungen sondern auch davon ab, wieviel Wind du hast.

[gwhh]

Es erscheint mir schwierig, eine realitätsnahe Berechnung des Ertrags durchzuführen.
M.E. ist ein Ansatz, hierfür z.b. die durchschnittliche Windgeschwindigkeit einzusetzen, untauglich: der größte Teil des Ertrags verdankt sich ja letztlich den ÜBERDURCHSCHNITTLICHEN Windgeschwindigkeiten.
Eine Berechnung müsste sich also auf deren Anteile konzentrieren, die etwa 8 - 15% des Betriebszeitraums ausmachen..

Ich konnte noch nicht feststellen, dass hierfür überhaupt Daten verfügbar sind (also für die Zeiten, in denen der Wind mit 8, 12 oder 20m/sec weht); die Wetter-Online-Portale geben sich da meist sehr zugeknöpft, wenn man statistische WIND-Daten im Rückblick haben möchte.
Auch bei windfinder bekommt man nur die summarische Angabe "Tage mit >= Bft.4"

Aus diesen Gründen scheint mir eine empirische Ermittlung anhand von Ertragsstatistiken aus laufenden Anlagen realistischer. Allerdings habe ich diese bisher nur für Gross-Windanlagen gefunden.

Hier ließe sich vielleicht noch etwas machen, wenn es Wirkungsgradangaben gäbe.
Auch die habe ich noch nicht gefunden. So gesehen scheint die Datenlage recht mager. Oder sie sind einfach zu gut versteckt.

Grüße - GW

[simplicissimus]

Hier mal ein sehr altes Beispiel, wie die Geschwindigkeitsverteilung in 10m Höhe in Berlin aussehen kann. Genau ist es dann wieder Standortspezifisch... So weit ich mich recht erinnere bekommst du Standortdaten beim Deutschen Weterdienst. Aber die wollen glaube was dafür haben...
Interessant finde ich auch, daß man erkennen kann, wie selten die normale Nennwindgeschwindigkeit von 10m/s vorkommt. Nämlich nicht mal eine Stunde unter hundert Windstunden... Multiplizierst du nun noch diese Kurve mit der jeweiligen enthaltenen Energiemenge/m² hast du eine schöne Energieverteilungskurve, die ich zwar eben noch suchte aber nicht mehr finden konnte

LG vom Simpli...

[simplicissimus]

Auch wenn dieses Thema hier eigentlich eher in einen eigenen Bereich wie Grundlagen oder so gehört (und nicht grad C-Rotor) (@Bernd: wo ist der Grundlagen-Bereich) mache ich trotzdem mal ein wenig weiter...
Habe mal noch fix zumindest schematisch die Energieverteilungskurve gebastelt...
Rosa ist die Häufigkeit der auftretenden Windgeschwindigkeiten
Mint ist die Windenergie in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit
Braun ist die Energieverteilung des Windes
X-Achse ist die Windgeschwindigkeit in m/s
Y-Achse ist so hingebastelt, daß alles Daten bzw deren Abhängigkeit deutlich werden
Gelten tut das Ganze noch immer für 10m Höhe in Berlin (in 100m Höhe rutscht die Braune Spitze gern mal Richtung 20m/s)
Deutlich ist zu erkennen, daß im Bereich von 2-4 m/s sogar etwas mehr Energie steckt als im Bereich von 10-xm. Das an dieser Stelle mal als Argument, daß in unteren Lagen des Binnenlandes gerade der Schwächstwindbereich von nicht unerheblicher Bedeutung ist. Die Auslegungsgeschwindigkeit sollte bei etwa 6m/s liegen und auch ist zu erkennen, daß die Versuche, die in diesem Forum mit den selbstgebauten Windkanälen mit einer Windgeschwindigkeit mit um die 4m/s gemacht werden sehr realitätsnah sind...
Auch auf die Gefahr hin, daß das jetzt bei der Ertragsprognose nicht wirklich konkret weiter hilft interessiert es ja vielleicht doch den ein oder anderen... LG vom Simpli...

[Bernd]

Ich finde es immer wieder sehr anschaulich wie solche Grafiken wiedergeben das viel
Energie in den Bereichen steckt die man anhand der reinen Verteilungskurve der
Windgeschwindigkeiten eher unter "ferner liefen" einordnen würde.
Leider treten diese "energievollen" Windgeschwindigkeiten aber selten auf und die meisten
brauchen eher Leistung ständig als einige male heftig im Jahr.

Den Wirkungsgrad des C-Rotors hatte ich bis vor einigen Wochen immer mit ca. 20 % beziffert.
Ich glaube aber das wir diesen Wert wohl noch nach oben korrigieren können, wenn die neusten
Versuche erfolgreich abzuschliessen sind.

Grüsse

Bernd

[gwhh]

Hi simplicissimus,
ja, so etwas suchte ich u.a..
Die Energieverteilungskurve wäre dabei interessant.
Ich denke, ihr Maximum wird dabei deutlich rechts von dem dieser Kurve liegen.
In diese Richtung müsste man dann auch wohl mit dem Einsatzschwerpunkt des Generators gehen.
Ich vermute, ein leichtes Anlaufen des Generators ist eher irrelevant, da das, was ich im unteren Bereich verlieren könnte, nur absolut geringfügig ist.

Wenn wir z.b. die Werte von 3 und 7m/sec vergleichen, dann haben wir beim letzteren Wind zwar nur eine Häufigkeit von unter 5%, (bei 3m/s knappe 20) dafür aber die 12fache Energiedichte. So gesehen müssten diese 5% die dreifache Ausbeute ergeben.
Oder bei 9m/sec: nur 1,3%, aber 25fache Energie, also noch immer 1 1/2fache Ausbeute gegenüber den häufigen 3m/sec.
Die Werte für die Energieausbeute liegen zwischen 5 - 8,5m/sec in der Summe allesamt höher, als die für 4m/sec und darunter (wenn ich richtig gerechnet habe).
Hier sind also die größten Stücke des Kuchens zu holen.
Erst der Wert für 11m/sec fällt um 20% unter den von 3m/sec.

Nach meiner Rechnung liegt das Maximum der Ausbeute (summarisch kalkuliert) bei 6m/s mit 16% der Gesamtausbeute, dann 5, 7, 8 m/s mit je ca. 14%, dann 4, 9 und 10m/s mit 12, 9 und 7%.
Schliesslich bleiben für 3 und 2m/s noch 5 und 1%.
Damit finden 82% des Energieertrags oberhalb von 4m/sec statt, also oberhalb der Durchschnittswindgeschwindigkeit..

In Küstennähe wird man sich dies sicher entsprechend zu den höheren Windgeschwindigkeiten hin verschoben vorstellen müssen.

[Bernd]

Die Energieverteilungskurve wäre dabei interessant.
Ich denke, ihr Maximum wird dabei deutlich rechts von dem dieser Kurve liegen

?? Die braune Kurve ist doch die Energieverteilungskurve.

Bevor jetzt allzuviel Euphorie aufkommt muss man sich immer vor Augen halten das ein Windrad,
das man auf selten auftretende hohe Leistungen auslegt, natürlich auch viel teurer wird.
Das fängt beim Generator an und hört bei eventuellen Speichermedien oder Einspeisewechselrichtern
auf. Auch passen die seltenen "Energieschübe" meist nicht zur oft benötigten ständigen Energiemenge.

Grüsse

Bernd

[gwhh]

Hi Bernd,

muss man sich immer vor Augen halten das ein Windrad,
das man auf selten auftretende hohe Leistungen auslegt, natürlich auch viel teurer wird.

Ich denke eigentlich eher, dass er billiger wird.
Wenn ich eine bestimmte Leistung mit den unteren 20% (bis 4m/sec) erreichen will, muss ich die Rotorfläche verfünffachen, mit allen Konsequenzen, also statt 1m Durchmesser mehr als 2, entsprechende Vergrößerung der bewegten Massen, Auslegung von Lagern und sonstiger Konstruktion.

So selten sind diese hohen Windgeschwindigkeiten nicht:
für morgen (Freitag) wurden für Norddeutschland Böen angesagt mit 10 - 15m/sec, und das ist kein Sturmtag.
Diese Böen werden dir soviel Saft in deine Akkus pumpen, wie mehrere Tage mit 3 bis 4m/sec. Statt mit 10 - 20 Watt lädt der Generator mit 300 - 800 Watt.
Du hast höhere Drehzahlen, keine Probleme mit Rastmomenten, einen einfachen, relativ kleinen Generator.
Übrigens werden auch für die Folgetage Böen mit 7 - 11m/sec erwartet.

Grüße - Gerhard

[Bernd]

Wenn ich eine bestimmte Leistung mit den unteren 20% (bis 4m/sec) erreichen will, muss ich die Rotorfläche verfünffachen

Wenn du so rechnest, dann macht ein "normales" Windrad das geringe Windgeschwindigkeiten
nutzen kann natürlich nie Sinn.
Mir ging es mehr um die eventuelle zusätzliche Nutzung hoher Windgeschwindigkeiten, die das ganze erheblich verteuert.

Diese Böen werden dir soviel Saft in deine Akkus pumpen, wie mehrere Tage mit 3 bis 4m/sec.
Statt mit 10 - 20 Watt lädt der Generator mit 300 - 800 Watt.

Das bezweifelt ja keiner und ist auch logisch. Aber du brauchst dann auch Akkus die diese Leistungen
kurzfristig aufnehmen und für einen längeren Zeitraum bereitstellen können.
Die meisten Windradnutzer brauchen mehr oder minder ständig Leistung, wenn auch nicht Spitzenwerte.
Das man vielleicht alle 2 Wochen mal Leistung, dann aber viel haben kann, nutzt den wenigsten etwas.
Es ist auch deprimierend wenn das Windrad die meiste Zeit ungenutzt auf den nächsten Starkwind wartet.

Eine gute Alternative um relativ häufig an hohe Leistungen zu kommen ist daher den Rotor kräftig
über zu dimensionieren und bei höheren Windgeschwindigkeiten den Überfluss ungenutzt zu lassen.
Unser User Menelaos ist ein Vertreter dieser Philosophie. Ich finde diese Vorgehensweise auch sehr gut
zumal sie die Kosten für ein Speichermedium drastisch reduziert und auch im täglichen Betrieb rein subjektiv
viel Freude bereitet weil das Windrad sehr häufig Energie erzeugt was oft gut zum Nutzungsschema passt.

Es kommt aber immer auf die Ansprüche und geplante Nutzung an. Wer Energie nur alle paar Tage oder
Wochen benötigt kann sich auf die Nutzung der dann auftretenden Windgeschwindigketien beschränken
und dann auch ein deutlich kleineres Windrad einsetzen.
In der Praxis erscheint mir diese Art Nutzung das aber eher theoretischer Natur.

Grüsse

Bernd