Environmental Engineering Reference
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Diese Komponenten und die durch sie verursachten Leistungsverluste sind:
Die Rotorausrichtung nach
Windrichtung und Windstärke:
Verlust ca. 4% →
η
= ,
Das Rotorgetriebe:
Verlust ca. 4 % →
η
= ,
Der elektrische Generator:
Verlust ca. 8% →
η
= ,
Der elektrische Transformator:
Verlust ca. 2%→
η
= ,
Daraus ergibt sich der
Gesamtwirkungsgrad
der Anlage zu
η
Wd
=
η
η
η
η
η
= ,.
(6.89)
Dies ist der berechnete Wirkungsgrad, mit dem eine Windkratanlage unter optimalen Be-
dingungen die kinetische Energie des Winds in elektrische Energie umwandelt. Er ist etwa
3-mal so hoch wie der Wirkungsgrad der Fotovoltaik, die Solarenergie direkt in elektrische
Energie umwandelt.
Bei der Untersuchung, welchen Beitrag Windkratanlagen für die zuküntige Energie-
versorgung der Welt leisten können, ist wiederum die Frage nach den benötigten und den
zur Verfügung stehenden Flächen von ausschlaggebender Bedeutung. Sicherlich sind viele
Küsteregionen der Erde und auch inländische Standorte mit häufigen Windgeschwindig-
keiten
v
>
v
min
geeignet. Die Größe dieser Regionen kann auf 10 % der gesamten Land-
fläche, also auf insgesamt , ⋅
m
abgeschätzt werden. Darin sind auch die Gebiete
im Flachwasser von Küsteregionen enthalten, die sogenannten „off-shore“ Gebiete. Aber
nur etwa 2 % all dieser Gebiete lassen sich für die Aufstellung von Windkratanlagen wirk-
lich verwenden, weil diese Gebiete eine wesentliche Bedingung für die Aufstellung erfüllen
müssen:
Windkratanlagen müssen in wenig besiedelten Gebieten, aber in der Nähe von In-
dustrie- und Bevölkerungszentren errichtet werden.
Diese Bedingung berücksichtigt, dass die elektrische Energie in vorhandene oder noch
zu errichtende Netze eingespeist werden muss. Zum Beispiel ist ganz Grönland mit einer
Fläche von ca.
m
hervorragend für die Aufstellung von Windkratanlagen geeignet.
Trotzdem käme niemand auf die Idee, sie dort zu errichten, denn dort existiert fast kein
Bedarf an elektrischer Energie. Die Bedingung, die elektrische Energie auch in ein Netz
einspeisen zu können, reduziert die vorhandenen Flächen auf
A
tot
=
⋅
m
,diesich
für die Errichtung von Windkratanlagen wirklich eignen. Wieviel Energie ließe sich mit
diesen Anlagen in elektrische Energie umwandeln?
⋅
