Betrieb von Kleinwindkraftanlagen - Ein Überblick über Markt, Technik und Wirtschaftlichkeit

1  Einleitung  NA

2  Markt und Anwendung von  NA

2.1  Einteilung von Kleinwindkraftanlagen  4

2.1.1  Rotortyp  4

2.1.2  Rotordurchmesser  5

2.1.3  Mechanisch elektrischer Triebstrang  5

2.1.4  Aerodynamische Leistungsregelung  6

2.1.5  Einteilung nach Größenklassen  6

2.2  Recherche der aktuellen Marktsituation  7

2.2.1  Quellen für die Marktrecherche  9

2.2.2  Statistische Analyse der Anlagenmodelle  11

2.3  Beispiele für typische Anlagen  13

2.3.1  Batterielader der Micro Klasse Air  13

2.3.2  kW Anlage zur Haushaltsunterstützung Passaat  17

2.3.3  Anlage zur Haushaltskomplettversorgung Antaris kW  20

2.3.4  Eine moderne Vertikalachsenanlage qr  22

2.3.5  Eine gewerbliche Anlage mit kW PGE  26

2.4  Sonderbauformen  29

2.4.1  Savonius Rotoren  30

2.4.2  Schleifenförmige Horizontalachsen Rotoren  31

2.4.3  Turbinen mit Windenergie Konzentratoren  32

2.4.4  Weitere Sonderbauformen  33

2.5  Anlagen Gesamtkonzepte und Einsatzbeispiele  34

2.5.1  Batterielader  34

2.5.2  Wind Diesel Inselnetze  39

2.5.3  Systeme zur Heizungsunterstützung  41

2.5.4  Systeme zum Wasserpumpen  43

2.5.5  Netzeinspeisung  44

2.5.6  Anlagen zur Dachmontage  47

3  Technik von Groß und Kleinanlagen im  NA

3.1  Rotor  50

3.1.1  Propellertyp  50

3.1.2  Darrieus Rotor  51

3.1.3  Rotor  52

3.1.4  Savonius Rotor  52

3.2  Generator  52

3.2.1  Gleichstrommaschine  53

3.2.2  Fremderregte Synchronmaschine  54

3.2.3  Permanenterregte Synchronmaschine  54

3.2.4  Asynchronmaschine  56

3.2.5  Zusammenfassung  59

3.3  Lastanpassung  59

3.3.1  Mechanische Lastanpassung  59

3.3.2  Maximum Power Point Tracking  62

3.3.3  Lastanpassung ohne MPPT Verfahren  65

3.4  Netzeinspeisewechselrichter  74

3.4.1  Ausgangsspannung  74

3.4.2  Inselbildungsschutz ENS  74

3.4.3  MPPT  76

3.4.4  Spannungsfestigkeit  76

3.4.5  Drehzahlbegrenzung  77

3.4.6  Stand Betrieb  78

3.4.7  Galvanische Trennung  79

3.5  Aerodynamische Leistungsregelung  79

3.5.1  Pitch Regelung  80

3.5.2  Aktive Stall Regelung  82

3.5.3  Passive Stall Regelung  82

3.5.4  Aus dem Wind Drehen  84

3.5.5  Anlagen ohne aerodynamische Leistungsbegrenzung  84

3.6  Windrichtungsnachführung  85

4  Wirtschaftlichkeit  NA

4.1  Standortwahl  88

4.1.1  Vorgangsweise bei Großanlagen  88

4.1.2  Vorgangsweise bei Kleinanlagen  89

4.1.3  Micrositing  92

4.2  Ertragsprognose  93

4.2.1  Leistungskurve  93

4.2.2  Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeiten  95

4.2.3  Berechnung des Jahresertrags  97

4.3  Stromgestehungskosten  99

4.3.1  Investitionskosten  100

4.3.2  Lebensdauer  102

4.3.3  Zinssatz  102

4.3.4  Volllaststundenzahl  103

4.3.5  Berechnung der Stromgestehungskosten und Sensitivitätsanalyse  103

4.3.6  Vergleich mit Einspeisetarifen  104

5  Zusammenfassung und  NA

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