Urbane Kleinwindkraft
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- Ulrich Feld
- vor 7 Jahren
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1 Urbane Kleinwindkraft Internationale Kleinwindtagung 2015 Fachhochschule Technikum Wien, 15. April 2015 Kurt Leonhartsberger, MSc.
2 FH Technikum Wien Institut für Erneuerbare Energie Standort ENERGYbase Bachelor-Studium "Urbane Erneuerbare Energietechnologien" und Master- Studium Erneuerbare Urbane Energiesysteme mit mehr als 300 Studierenden angewandte F&E auf dem Gebiet der Erneuerbaren Energie mit derzeit etwa 20 nationalen und europäischen Forschungsprojekten Schwerpunkte: Kleinwind, PV, Speichersysteme, Smart Grids, Nachhaltigkeit aktive Mitarbeit in Arbeitsgruppen der Internationalen Energie Agentur (z. B. IEA Wind Task 27) sowie diversen Technologieplattformen FH Technikum Wien 2015 Leonhartsberger 2
3 Aussage #1: Es gibt keine guten Windstandorte in der Stadt!
4 Potenziale in urbanen Gebieten Untersuchung von 38 KWEA an oder auf Gebäuden Volllaststunden: < 650 mittlere Jahresgeschwindigkeit: < 4 m/s Mittlere Jahresgeschwindigkeit: > 5 m/s Volllaststunden unterschiedlicher Anlagen im Energieforschungspark Lichtenegg Quelle: Energy Saving Trust 2009
5 Aussage #2: Kleinwindkraftanlagen in bebauter Umgebung sind nicht wirtschaftlich!
6 Wirtschaftlichkeit Stromgestehungskosten (bei bzw. 650 Volllaststunden) Skystream 3.7: 40 bzw. 60 Cent/kWh CVT-V50: ca. 45 bzw. 70 Cent/kWh Quelle: Biermayr 2014
7 Potenziale in urbanen Gebieten Windgeschwindigkeit und Turbulenzintensität Quelle: Amme 2012 HTW Berlin Goldbeckweg Puschkinallee Hechtgraben Spreebord Wönnichstraße
8 Die richtige Position Strömungsabhebung an der Gebäudekante 20 % höhere Windgeschwindigkeiten oberhalb der Strömungsblase Quelle: Sáenz-Díez, 2010
9 Die richtige Position Winkel der Strömungsabhebung ändert sich mit der Gebäudehöhe und der Geschwindigkeit Quelle: Amme 2012 Abstand zur Gebäudekante in m Strömungsabhebung an einem quaderförmigen Gebäude in Abhängigkeit von der Gebäudehöhe (Quelle: Twele 2013) Quelle: Sáenz-Díez, 2010
10 Aussage #3: Kleinwindkraftanlagen können mit Schräganströmungen und den turbulenten Windbedingungen in der Stadt nichts anfangen!
11 Turbulenzen und Schräganströmungen bis zu 2 % mehr Ertrag bei starken Turbulenzen (TI > 0,14) Berkley XL.1, Nennleistung 1 kw, Rotordurchmesser 2,5 m Typische Turbulenzintensitäten für Standorte mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit
12 Forschungsprojekt Urbane Windenergie Vermessung eines Horizontal- und eines Vertikalläufers in der Stadt und am Land umfassende mess- und simulationstechnische Charakterisierung der turbulenten Windverhältnisse am urbanen Standort ENERGYbase Energieforschungspark Lichtenegg Dieses Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie im Rahmen der 1. Ausschreibung des Programms Stadt der Zukunft gefördert.
13 Aussage #4: Kleinwindkraftanlagen sind zu laut für den Betrieb in bebauter Umgebung!
14 Lautstärke Grenzwerte in Wohngebieten (Quelle: WHO) 45 db in der Nacht, 55 db am Tag Industrie und Gewerbegebiete: ca. 70 db Kleinwindkraftanlagen mit Schallpegel unter 34 db verfügbar (bei 10,5 m/s, Abstand 12 m) Vertikalläufer, Nennleistung 1 kw Schallimissionskarte eines Vertikalläufers, Nennleistung 6 kw
15 Aussage #5: Kleinwindkraftanlagen auf Gebäuden führen aufgrund von Vibrationen und Schwingungen zu erhöhten Belastungen des Gebäudes!
16 Vibrationen und Schwingungen abhängig vom Gebäude und der Kleinwindkraftanlage Lösung: Schwingungsentkoppler
17 Aussage #6: Kleinwindkraftanlagen stellen eine Gefährdung der unmittelbaren Umgebung dar!
18 Gefährdungspotenziale Herabfallende Anlagenteile Eisabfall und Eiswurf
19 Quellen Energy Saving Trust (2009) Location, location, location - Domestic small-scale wind field trial report, July 2009 Amme, J., et. al (2012) Nutzung von kleinen Windkraftanlagen auf Gebäuden in städtischen Gebieten am Beispiel Berlins. BWE Fachtagung Kleinwindkraft, Branchenüberblick zu Wirtschaft, Technik und Recht, Hannover Sáenz-Díez, J., et. al. (2010) Two-Dimensional Model of Wind Flow on Buildings to Optimize the Implementation of Mini Wind Turbines in Urban Spaces. International Conference on Renewable Energies and Power Quality 2010, Granada, 23rd to 25th March, 2010 Twele, J. (2013) Empfehlungen zum Einsatz kleiner Windenergieanlagen im urbanen Raum. Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Jänner 2013 Lubitz, W. (2012) Impact of ambient turbulence on performance of a small wind turbine Biermayr, P., Eberl, M., Enigl, M., Fechner,H., Kristöfel, C., Leonhartsberger, K., Maringer, F., Moidl, S., Strasser, C., Weiss, W., Wörgetter, M. (2014) Innovative Energietechnologien in Österreich - Marktentwicklung BMVIT Schriftenreihe 26/2014, Mai 2014, Wien FH Technikum Wien 2015 Leonhartsberger 19
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