Windenergie 1 - Geschichte
10 April 2025, Po Wen Cheng
Einführung
"Dunkelflaute" vom 10. Dezember 2024 ließe sich mit größerer Nabenhöhe der Windkraftwerke reduzieren
China größte Energieproduktion über Windkraft - 500 GW
USA Platz 2 mit ca. 150 GW
Deutschland Platz 3 mit ca. 70 GW
Eine Umdrehung einer 15 MW offshore WEA Windanlage (8 Umdrehungen pro Minute) reicht aus, um mit einem Tesla Model 3 (15Kwh/100km) $$15MWh / \frac{8 U}{60Min} \rightarrow \frac{15000 KWh}{480 U}$$ $$31.25\frac{KWh}{U}$$ $208,3$ Km fahren zu können
Steigt die Windgeschwindigkeit um 10%, steigt die Windleistung um 30%
Windleistung ist proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit
Historie, Status und Entwicklungstendenzen
Frühe Windmühlen mit vertikaler Drehachse - Funktioniert mit Anströmungen von allen Seiten
Wiederstand wird genutzt, nicht die Auftriebskraft - weniger Effizient
James Blyth 1887 erste Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
Entwicklung der modernen Windenergienutzung
- 11 Meter Rotordurchmesser 18 KW Leistung für die Batterie
- Schnellläufer sind besser geeignet für die Stromerzeugung
- Anwendung moderne Aerodynamik für die Auslegung
- Energiespeicherung mit Wasserstoff
- 1250 KW Nennleistung
- Blattmaterial Stahl
- Pitchregelung
- Materialermüdungen noch nicht vollständig verstanden
- Erste moderne Windkraftanlage
- WE 10 Allgaier (10KW), StGW 34 (100KW)
- Faserverbundmaterialien
- Blattnabe Verbindung
- 200KW Nennleistung
- Aerodynamisch schlechter, aber
- Elektrotechnisch robuster, stabil betreibbar
- Leistung begrenzbar über stall Regelung
1980-1990 USA, Kanada staatlich geförderte Windenergieforschungsprogramme für Anlagen mit hoher Nennleistung
- MOD1 (2MW)
- MOD2 (2,5MW)
- Growien (3MW)
- Eole (4MW)
Gleichzeitig in Dänemark kleine Anlagen (30-55KW) mit
- drei Blättern
- konstanter Drehzahl
- Stallgeregelt
- starre Netzankopplung Setzt sich durch wegen hoher Robustheit und besserer Optik
Nächster großer Sprung
- Hochskalierung auf über 1 MW
- Pitch geregelt (aktiv), im Gegensatz zu stall geregelt (passiv)
- Variable Drehzahl - aerodynamisch effizienter
- Doppelt gespeister asynchron Generator
- Zylindrische Türme
- Offshore