Über Wind

Die Windenergie als Ganzes zu verstehen, setzt Fachkompetenz und Erfahrung voraus. Es erscheint uns sinnvoll, Ihnen einige Parameter über die Kraft des Windes verständlich zu erläutern. Bei allen gilt der gleiche Grundsatz: Wind ist nicht gleich Wind.

Die Kraft im Wind

Wind ist eine Ausgleichsströmung zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Windturbinen nutzen die kinetische Energie des Windes und transformieren diese in Rotation. Auf diese Weise wird mechanische Energie erzeugt, welche von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Welcher Wind ist nun der richtige für die Gewinnung von Windenergie? In unseren Breitengraden kennen wir die Hauptwindrichtungen West und Nordost. Vor allem Küstenregionen und Gebiete mit regelmässig gleichen Strömungen werden für die Windkraft genutzt. Doch nicht nur Länder mit konstant starken Winden, auch Regionen mit wechselnder Windrichtung und unregelmässigen Winden bieten ausreichend Potenzial.

Wind ist nicht gleich Wind

Wind ist kein statisches Gebilde. So verhalten sich Winde situativ verschieden. Windstille am Boden heisst nicht, dass fünfzig Meter oder höher dieselben Bedingungen herrschen. So beeinflussen Höhe und Temperatur die Luftdichte massgebend. Die Luftdichte ist für die Energieleistung einer Windturbine entscheidend. Mit zunehmender Höhe nimmt die Luftdichte ab. Diese Tatsache ist vor allem bei der Installation einer Anlage im Gebirge zu beachten.

Die Verteilung zählt

Nicht nur Geschwindigkeit, Richtung und Dichte des Windes definieren die Leistung einer Windenergie-Anlage, auch die Windverteilung spielt eine grosse Rolle. Hier gilt es herauszufinden, wie sich die verschiedenen Windgeschwindigkeiten während einer gewissen Zeit verteilen. Auch hier gilt: 5 m/s ist nicht gleich 5 m/s.

Dritte Potenz für achtfache Leistung

Angenommen, der Wind bläst mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s während 30 Minuten. Die nächsten 30 Minuten herrscht Windstille. Die mittlere Windgeschwindigkeit in dieser Stunde beträgt 5 m/s, die daraus gewonnene theoretische Leistung ist circa 300 Wh/m² (Wattstunden pro m²). Berechnen wir zum Vergleich eine Stunde mit konstanten 5 m/s, erhalten wir eine theoretisch gewonnene Leistung von circa 75 Wh/m². Wieso ist die Windleistung trotz gleichem mittleren Wind nun vier Mal kleiner? Die dritte Potenz der Geschwindigkeit gibt die Antwort. Nimmt die Windgeschwindigkeit um das Doppelte zu, gewinnen wir die achtfache Leistung. Je höher der Anteil an starken Winden, desto mehr Energie lässt sich gewinnen.

Windgutachten schafft Klarheit

Wechselhafte Windverhältnisse – ein Sturm oder Böen – führen also zu starken Leistungsschwankungen. Wie aber können wir mit diesen wechselhaften Winden die Erträge einer Windturbine evaluieren? Mit Hilfe eines Windgutachtens am Standort der geplanten Windenergie-Anlage. Das Windgutachten liefert detaillierte Informationen über die Windqualität vor Ort und bietet Klarheit darüber, ob sich die Investition einer Windturbine lohnt.

Genauere Informationen zum Windgutachten finden Sie hier.

Gut zu wissen

Kilowattstunde (kWh)

Die Kilowattstunde, oft auch als Wattstunde bezeichnet, wird mit kWh oder Wh abgekürzt. Diese Masseinheit bezeichnet die Arbeit bzw. die Energie. Mit der Energie 1 kWh kann man beispielsweise 25 Minuten Staub saugen oder einen Eimer voll Wasser (10.75 Liter) unter normalem Druck von 20 auf 100 Grad Celsius erhitzen.

Voltampere (VA)

Das Voltampere (VA) ist das Produkt aus der elektrischen Spannung und der Stromstärke und die Einheit für die elektrische Scheinleistung. Diese setzt sich zusammen aus der Wirkleistung und der Blindleistung. Die Scheinleistung ist entscheidend für die Auslegung der elektronischen Komponenten.

Watt (W)

Das Watt (W) ist die SI-Einheit für die Leistung (Arbeit pro Zeit). In der Elektrotechnik wird das Watt ausschliesslich für die Angabe der Wirkleistung verwendet.

1 W = 1 J/s = 1 (Nm)/s

Meter pro Sekunde (m/s)

Meter pro Sekunde (m/s) ist die abgeleitete Einheit der Geschwindigkeit im SI-Einheitensystem. Ein Objekt, das sich mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s bewegt, legt in einer Sekunde eine Strecke von einem Meter zurück. Üblicherweise werden viele Geschwindigkeiten stattdessen in km/h angegeben. Die Umrechnung von m/s zu km/h erfolgt über den Faktor 3,6.

Beaufort (Bft)

Die Beaufortskala Bft ist eine Skala zur Klassifikation von Wind nach dessen Geschwindigkeit. Es handelt sich um das weltweit am häufigsten gebrauchte System. Die Beaufortskala ist nach Sir Francis Beaufort benannt worden, allerdings hat er nur einen geringen Anteil an ihrer Entwicklung gehabt.

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