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Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

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  1. Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: nuclear 08.06.21 - 16:28

    Das Konzept selber ist sehr interessant, nur sehe ich nicht, wie diese Turbinen genau in den Wind gedreht werden können. Dafür müsste ja die ganze Plattform gedreht werden, was die Verankerung deutlich komplizierten machen dürfte.

    Auch haben wir auf dem Wasser noch Rauheitseffekte, sodass die Windgeschwindigkeiten an den tieferen Rotoren deutlich geringer sind als bei den höheren.

    Was die Leistung betrifft: Es stimmt, dass die WKA ab ca. 12-13m/s anfangen zu drosseln. Schaut man sich jedoch die Verteilung der Windgeschwindigkeiten bei Offshore Windparks an, *1, dann sieht man, dass diese Grenze schon außerhalb des Peaks liegt.

    Abschalten tun keine der Anlagen bei den gemessenen Geschwindigkeiten. Ja die Leistung ist proportional zur 3. Potenz der Geschwindigkeit, also könnte in der Zeit mit hohen Windgeschwindigkeiten theoretisch deutlich mehr Energie gewonnen werden.
    Ich habe das jedoch mal anhand der Daten von Fino1 *2 ausgerechnet. Nehme ich dort für die Nenngeschwindigkeit, ab welcher gedrosselt wird, einer klassischen Turbine 13m/s an, dann ist der Wind nur an ca 20% der Zeit oberhalb dieses Werts. Ins besondere höhere Windgeschwindigkeiten sind jedoch noch seltener, sodass bei meiner Rechnung im Idealfall, überhaupt keine Drosselung, 23% mehr Energie entnommen werden kann.

    Ich bin gespannt, ob das Konzept am Ende aufgeht, sehe jedoch nicht woher der Faktor 2,5( 5 Anlagen = 25 konventionelle bei jedoch doppelter Fläche pro Anlage) kommen soll.

    *1: http://windmonitor.iee.fraunhofer.de/windmonitor_de/4_Offshore/3_externe_Bedingungen/2_Windbedingungen/
    *2: https://www.fino1.de/de/aktuelles/messdaten.html



    3 mal bearbeitet, zuletzt am 08.06.21 16:35 durch nuclear.

  2. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: EWCH 08.06.21 - 16:49

    > Was die Leistung betrifft: Es stimmt, dass die WKA ab ca. 12-13m/s anfangen
    > zu drosseln.

    bei starkem Wind haben wir eh mehr als genug Windstrom, man kann ja schlecht den Verbrauch mal eben sinnvoll vervielfachen. Und der Rest der Anlagen (Kabel, Trafostationen) ist auch nicht dafuer ausgelegt - lohnt sich ja auch nicht fuer ein paar Tag oder sogar nur Stunden pro Jahr ein dreimal so dickes Kabel zu legen.

  3. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: schorfi 08.06.21 - 17:15

    nuclear schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Was die Leistung betrifft: Es stimmt, dass die WKA ab ca. 12-13m/s anfangen
    > zu drosseln. Schaut man sich jedoch die Verteilung der
    > Windgeschwindigkeiten bei Offshore Windparks an, *1, dann sieht man, dass
    > diese Grenze schon außerhalb des Peaks liegt.
    was heißt denn drosseln?
    WKAs in Starkwindgebieten in denen ich immer mal wieder unterwegs bin, sollten doch genau da die maximale Leistung abgeben - das ist bei 7-8bft
    das ist da ja durchaus ganz normal...
    worauf ich hinaus möchte: heißt drosseln hier den Kippwinkel der Flügel zu verringern um bei konstanter Drehgeschwindigkeit und damit Leistung zu bleiben - wenn der Wind weiter steigt?
    das wäre meine naive Erwartung
    ich hab bei 50kt schon die Dinger drehen sehen...zwar nicht alle

    für mich klingt es unsinnig WKAs (in Starkwindgebieten) schon bei 6btf "abschaltet" da fängt ja der Spaß (zum surfen) erst an ;)

  4. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: Mel 08.06.21 - 17:18

    nuclear schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das Konzept selber ist sehr interessant, nur sehe ich nicht, wie diese
    > Turbinen genau in den Wind gedreht werden können. Dafür müsste ja die ganze
    > Plattform gedreht werden, was die Verankerung deutlich komplizierten machen
    > dürfte.

    Wenn die schwimmende Plattformen nutzen sollte es recht einfach sein diese in den Wind zu drehen.

  5. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: nuclear 08.06.21 - 17:25

    > was heißt denn drosseln?
    Genau das was du beschreibst. Das die Anlagen verändern die Flügelstellung, sodass die Nennleistung und vor allem die Belastungsgrenzen nicht überschritten werden.

    Irgendwann, 25-30m/s (10Bft-11Bft), müssen zwar auch diese Anlagen abschalten aber das passiert ja selbst bei Starkwindgebieten quasi nie. In dem ganzen Bereich darunter geben die Anlagen selbstverständlich ihre Nennleistung ab.

    Genau deswegen ist ja nicht mehr so viel zu holen im Vergleich zu neuen Anlagen. Ältere Anlagen haben sich teilweise ab 20m/s abgeschaltet, da könnte man auch den Faktor 2 nachher erreichen. Wie sinnvoll der Vergleich ist, muss aber jeder selber entscheiden. Ich würde halt eher eine Siemens Gamesa SG 11.0-200 DD zum Vergleich nehmen, da diese auch nächstes Jahr in Serie gehen soll. Und da holt man einfach nicht mehr viel raus.

  6. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: nuclear 08.06.21 - 17:31

    Aktuell sind, soweit ich weiß, alle realisierten Konzepte mit schwimmenden WKAs immer noch mit drehbarer Gondel ausgelegt. Es gibt zwar Ideen die WKAs direkt zu drehen, diese existieren aber bislang nur in kleinen Prototypen.

    Sicher möglich ist es, macht das Float aber deutlich aufwendiger und komplizierter, da die Plattform ja aktiv gesteuert werden muss. Mehrere große Probleme auf einmal Lösen zu wollen ist halt deutlich schwieriger, weswegen ich da immer was misstrauisch bin.

  7. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: korona 08.06.21 - 21:06

    Vielleicht werden auch die einzelnen kleinen Windräder in den Wind gedreht und nicht die ganze Plattform?

  8. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: nuclear 08.06.21 - 21:16

    Das wäre keine gute Idee. Wenn du dir meinen ersten Link aus dem Orinalpost anschaust, dann sind unter den Windgeschwindigkeiten auch die Windrichtungen dargestellt.
    Da sieht man genau, dass der Wind eben nicht nur aus einer Richtung kommt. Also würde dann die WKA teilweise mit der flachen Seite angeströmt. Selbst ab geringem Winkeln dürften die Verwirblungen dazu führen, dass kaum mehr Leistung entnommen werden kann.
    Damit die Anlage funktioniert muss diese komplett in den Wind gedreht werden. Eine andere Lösung gibt es nicht.

  9. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: Vögelchen 08.06.21 - 21:23

    Mel schrieb:

    > Wenn die schwimmende Plattformen nutzen sollte es recht einfach sein diese
    > in den Wind zu drehen.


    Wie genau soll das gehen?

  10. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: nnnnn 08.06.21 - 21:32

    Vögelchen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Mel schrieb:
    >
    > > Wenn die schwimmende Plattformen nutzen sollte es recht einfach sein
    > diese
    > > in den Wind zu drehen.
    >
    > Wie genau soll das gehen?

    Nur eine Idee, aber die Rotoren könnten ja nicht nur Strom erzeugen sondern ev auch die Drehung umsetzen.

  11. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: motzerator 09.06.21 - 06:30

    EWCH schrieb:
    ------------------------
    > bei starkem Wind haben wir eh mehr als genug Windstrom, man kann ja
    > schlecht den Verbrauch mal eben sinnvoll vervielfachen.

    Man könnte Wasserstoff gewinnen für Fahrzeuge.

  12. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: pythoneer 09.06.21 - 06:48

    motzerator schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Man könnte Wasserstoff gewinnen für Fahrzeuge.

    Oder man könnte es sein lassen, weil das zu teuer ist.

  13. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: Snoozel 09.06.21 - 07:10

    > bei starkem Wind haben wir eh mehr als genug Windstrom, man kann ja
    > schlecht den Verbrauch mal eben sinnvoll vervielfachen.

    Man könnte den Überstrom tatsächlich sinnvoll nutzen statt ihn teuer ins Ausland zu verschieben.
    Man sollte ihn nur sehr günstig abgeben, z.B. müssten nur die guten alten Elektrospeicherheizungen wieder her, oder man könnte damit ganze Felder/Gewächshäuser beheizen um mehr Ertrag zu erhalten oder die Saison auszuweiten (wie bei Spargel schon).

  14. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: HoffiKnoffu 09.06.21 - 07:18

    Vögelchen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Mel schrieb:
    >
    > > Wenn die schwimmende Plattformen nutzen sollte es recht einfach sein
    > diese
    > > in den Wind zu drehen.
    >
    > Wie genau soll das gehen?

    Zu Oberst einen Ausleger mit einer senkrechten Platte. Dreht sich wie jeder Turmdrehkran oder Wetterhahn auf dem Kirchturm in den Wind.

    Die Verankerung dabei ist , denke ich, dabei das kleinste Problem. Der Wind wird sich ja nich nur im oder gegen den Urhzeigersinn drehen.

  15. Re: Ausrichtung in den Wind, Höherer Energieertrag passt nicht

    Autor: M.P. 09.06.21 - 09:19

    MÖGLICHERWEISE ist der eigentliche Ankerpunkt der einzelne Klotz, der neben jedem Gestell auf dem Bild aus dem Wasser ragt ...

    Ein Schiff dreht sich um einen einzelnen Anker ja auch in den Wind

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