Windkraft in Österreich - Entscheidungskatalog für die Planung und Errichtung von Windenergieanlagen

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Entstehung des Windes

2.1 Grundbegriffe

2.2 Wie entsteht Wind ?

2.3 Lokale Wind Systeme

3. Windmessung

3.1 Übersicht über Sensoren

3.1.1 Schalenkreuz - Anemometer

3.1.2 Windrichtungsgeber

3.1.3 Luftdruck- und Temperaturgeber

3.1.4 Vermeidbare Fehler bei der Windmessung

3.1.5 konventionelle Messmethode

3.1.6 Windprofilmessung mit Schallwellen (SODAR)

4. Energie aus dem Wind

5. Aspekte zur Standortwahl

5.1 Allgemeine Punkte

5.2 Windklimatologie

5.3 Schallschutz

6. Stand der Technik - Anlagenbestandteile und Begriffe

6.1 Leistung

6.2 Rotor

6.2.1 Rotorblätter

6.3 Regelsysteme

6.3.1 Stall – Regelung

6.3.2 Aktiv-Stall Regelung

6.3.3 Pitch –Regelung

6.3.4 Kombinierte Systeme

6.4 Turm

6.5 Gondel

6.6 Getriebe

6.7 Generator

6.7.1 Polumschaltbarer Asynchrongenerator

6.7.2 Generator mit variablem Schlupf

6.7.3 Doppeltgespeister Asynchrongenerator

6.7.4 Generator mit Indirekte Netzankopplung

6.7.5 Permanenterregter Ringgenerator

7. WEA in Österreich (>30KW)

8. Windbereiche in Österreich

8.1 Auswertung der Messkurven

8.1.1 Wien, Niederösterreich, Burgenland

8.1.2 Steiermark und Kärnten

8.1.3 Salzburg und Oberösterreich

8.1.4 Tirol und Vorarlberg

9. Empfehlungen für die Auswahl v. WEA für typische Standortvarianten

9.1 Aufstellung in Windparks

9.1.1 Beispielanlage Nordex N90 2300kW

9.1.2 Beispielanlage Vestas V80 2000kW

9.1.3 Beispielanlage Enercon E66 1800kW

9.1.4 Begründung für den Einsatz der Beispielanlagen in Windparks

9.2 Aufstellung in Gebirgsregionen

9.2.1 Beispielanlage Bonus 1,3 MW

9.2.2 Begründung für den Einsatz der Beispielanlage in Gebirgsregionen

9.3 Aufstellung als Einzelanlage

9.3.1 Beispielanlage Windtec 1500

9.3.2 Begründung für den Einsatz der Beispielanlage als Einzelanlage

9.4 Potentialabschätzung der elektr. Energieerträge

9.5 Investitionsberechnung

10. Zukünftige Entwicklungen

11. Zusammenfassung

Zielsetzung und thematische Schwerpunkte

Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, das Potential für die Gewinnung elektrischer Energie mittels Windkraftanlagen in Österreich zu quantifizieren und standortspezifische Empfehlungen für geeignete Anlagentypen zu formulieren.

• Grundlagen der Meteorologie und die Entstehung von Windsystemen.
• Methodik der Windmessung und Bedeutung der Standortwahl unter Berücksichtigung ökologischer und technischer Aspekte.
• Stand der Technik aktueller Windenergieanlagen und deren Anlagenkonzepte.
• Analyse des Windangebots in österreichischen Regionen anhand von Messdaten der ZAMG.
• Wirtschaftliche Potentialabschätzung und Investitionsrechnung für unterschiedliche Standorte.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Einleitung: Diese Einleitung skizziert den wachsenden Energiebedarf Österreichs und die Rolle der Windkraft als klimaschonende Alternative zur Erreichung gesetzlicher Klimaschutzziele.

2. Entstehung des Windes: Es werden die meteorologischen Grundlagen erläutert, wie Wind entsteht und welche Faktoren, wie globale Zirkulation oder Bodenrauhigkeit, dessen Geschwindigkeit und Verhalten beeinflussen.

3. Windmessung: Dieses Kapitel behandelt notwendige Sensoren und moderne Messverfahren wie SODAR, um präzise Daten für die Planung von Windparks zu erheben.

4. Energie aus dem Wind: Hier werden die physikalischen Grundlagen der kinetischen Energiegewinnung aus Windströmungen und der Betzsche Leistungsbeiwert theoretisch hergeleitet.

5. Aspekte zur Standortwahl: Die Autoren beschreiben rechtliche, ökologische und technische Kriterien, die für die Genehmigung und Eignung eines Standortes entscheidend sind.

6. Stand der Technik - Anlagenbestandteile und Begriffe: Eine detaillierte Übersicht über die technologischen Komponenten moderner Windenergieanlagen, inklusive Regelungssystemen und Generatortypen.

7. WEA in Österreich (>30KW): Das Kapitel gibt einen Überblick über die in Österreich installierten Windkraftanlagen und deren technische Entwicklung seit den 1990er Jahren.

8. Windbereiche in Österreich: Anhand von Messdaten der ZAMG werden verschiedene Regionen in Österreich auf ihr Windpotential für die Nutzung durch Windenergieanlagen analysiert.

9. Empfehlungen für die Auswahl v. WEA für typische Standortvarianten: Es werden spezifische Anlagentypen für Windparks, Gebirgsregionen und Einzelstandorte empfohlen, ergänzt durch eine Potentialabschätzung.

10. Zukünftige Entwicklungen: Dieses Kapitel befasst sich mit dem Ausbau der Windkraft in Österreich und gibt einen Ausblick auf geplante Projekte basierend auf politischen Rahmenbedingungen.

11. Zusammenfassung: Abschließend werden die zentralen Erkenntnisse der Arbeit zur Planung, Messung und wirtschaftlichen Rentabilität von Windkraftprojekten zusammengefasst.

Schlüsselwörter

Windkraft, Windenergieanlage, Windmessung, Standortwahl, Ertragsprognose, Asynchrongenerator, Ringgenerator, Windpark, Energiepotential, Investitionsrechnung, Österreich, Wetterdaten, Rotor, Regelsysteme, Schallschutz

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Nutzung von Windenergie in Österreich, wobei ein Schwerpunkt auf der standortspezifischen Planung und der Auswahl geeigneter Anlagentypen liegt.

Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?

Die Arbeit umfasst meteorologische Grundlagen, Techniken zur Windmessung, den Stand der Technik bei Anlagenteilen, eine Analyse des österreichischen Windpotentials sowie eine wirtschaftliche Investitionsrechnung.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Das primäre Ziel ist es, das Potential für Windenergieanlagen in Österreich abzuschätzen und fundierte Empfehlungen für die Auswahl verschiedener Anlagentypen für typische Standortvarianten zu entwickeln.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit kombiniert theoretische physikalische Berechnungen zur Windenergie mit einer empirischen Auswertung von meteorologischen Daten der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) und einer betriebswirtschaftlichen Investitionsanalyse.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in Grundlagen, Messverfahren (inklusive des SODAR-Systems), Anlagentechnik (Generatoren, Getriebe, Regelung), Standortkriterien sowie die praktische Auswertung von Messkurven an verschiedenen Standorten.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Wichtige Schlüsselbegriffe sind Windenergie, Windpark, Potentialabschätzung, Standortwahl, Asynchrongenerator und Investitionsrechnung.

Was ist der Vorteil eines Ringgenerators gegenüber konventionellen Systemen?

Der Ringgenerator ermöglicht den getriebelosen Betrieb, was zu einem höheren Wirkungsgrad, geringerem Gewicht und verringertem Wartungsaufwand führt, da keine Erregerleistung notwendig ist.

Warum ist das SODAR-System für moderne Windprojekte relevant?

Das SODAR-System bietet eine mobile, akustische Methode zur berührungslosen Windmessung, die auch in komplexem Gelände einsetzbar ist und Windprofile ohne aufwendige Masten bis zu 200 Meter Höhe erfassen kann.