Kleinwindkraft Produktkatalog 2013 www.eusag.com
Inhalt Windenergie... 2 Typische Nutzungskonzepte der Kleinwindkraft... 3 Der Netzparallelbetrieb... 3 Die Insellösung - Autarkie... 4 Die Warmwasserbereitung... 5 Bauarten von Windkraftanlagen... 6 Standortbeurteilung... 7 Windmesssysteme... 8 Professionelle Windmessung... 8 Wetterstation... 8 Produkte horizontale Kleinwindkraftanlagen... 9 Osiris... 9 Aeolos... 10 Aeolos... 11 Produkte vertikale Kleinwindkraftanlagen... 12 Amperius (KD Stahl- und Maschinenbau GmbH)... 12 Aeolos... 13 1
Windenergie Die Nutzung der Windenergie ist nichts Neues. Schon vor langer Zeit wurde die Kraft des Windes z. B. zum Mahlen von Getreide oder zum Antrieb von Schiffen verwendet. http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcq1jvm8bsoocejnp 63HybEVED94Nhlmgvdrvj7ykQyXk0EHWa63gg http://soldatenglueck.de/wp-content/uploads/2008/08/bwgorch-fock-auslaufen-azoren.jpg Windkraft ist die kinetische Energie bewegter Luftmassen. Durch die unterschiedliche Erwärmung von Luftmassen setzen sich diese in Bewegung Wind entsteht. Der Wind kann mit der in ihm enthaltenen Energie auf unterschiedliche Weise Windmühlen antreiben. Die Drehbewegung der Rotoren wurde in den früheren Windmühlen meist dazu genutzt einen Hammer zu betreiben, um beispielsweise Getreide zu Mehl zu mahlen oder in Schmieden Metall zu formen. In modernen Windmühlen treiben die Rotoren einen Generator an, der dann Strom erzeugt. Die Energie des Windes, die für die Umwandlung in Rotationsenergie zur Verfügung steht, steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Das bedeutet, dass sich die Energieleistung des Windes verachtfacht, wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt. Beträgt die Windleistung bei einer Windgeschwindigkeit von beispielsweise 2 m/s nur 4,9 W/m², ist Sie bei 4 m/s mit 39,2 W/m² schon 8-mal größer. Den Zusammenhang zeigt folgende Formel: P A 1 = ρ v 2 3 P : flächenbezogene Windleistung [W/m²] A ρ : Luftdichte [kg/m³] (unter Standardbedingungen 1,225 kg/m³) v: Windgeschwindigkeit 2
Typische Nutzungskonzepte der Kleinwindkraft Wer kennt sie nicht: Die großen Windräder - weithin in der Landschaft sichtbar. Oft bilden viele Anlagen zusammen sogenannte Windparks. Immer wieder spricht man von der Verspargelung der Landschaft. Dazu müssen die Netze teuer ausgebaut werden, um den Windstrom aus dem windreichen Norden in den Süden transportieren zu können. Es geht auch anders: Mit Kleinwindkraftanlagen. Wie der Name schon sagt, sind diese Anlagen wesentlich kleiner. Sie reichen von wenigen bis maximal 50 Metern Höhe. Daher beeinflussen sie das Landschaftsbild wesentlich weniger als ihre großen Geschwister. Da sie aber auch nicht höher gefördert werden als jene, bedarf es angepasster, wirtschaftlicher Nutzungskonzepte. Der Netzparallelbetrieb Bei diesem Nutzungskonzept kann die Kleinwindkraftanlage in jedes bestehendes Hausnetz mit öffentlichem Stromanschluss integriert werden. Der erzeugte Strom wird direkt in Ihr Hausnetz eingespeist, wo er idealerweise sofort verbraucht wird. So reduzieren Sie die Menge an Strom, die Sie vom Energieversorger beziehen und damit auch Ihre Stromrechnung (um ca. 27 Cent je selbsterzeugter Kilowattstunde). Produziert die Kleinwindkraftanlage mehr Strom als Sie gerade in Ihrem Hausnetz verbrauchen, wird der überschüssige Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist und nach EEG vergütet (2013: 8,8 ct/kwh). System: 3
Die Insellösung - Autarkie Dieses Nutzungskonzept findet Anwendung, wenn kein Anschluss an eine öffentliche Stromversorgung gegeben ist, wie es beispielsweise häufig auf Alpenhütten der Fall ist, oder wenn der Nutzer völlig unabhängig vom öffentlichen Stromnetz sein möchte. Zu einem Inselsystem gehört neben den Anlagen zur Stromerzeugung (Kleinwindkraftanlage, Photovoltaikanlage, BHKW, etc.) auch immer ein Batteriesystem. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist abhängig von natürlichen Begebenheiten wie beispielsweise der Sonnenstrahlung oder dem Vorhandensein von Wind. Die Stromerzeugung fällt daher nicht automatisch mit dem Verbrauch zusammen. Um auch Nachts oder zu Zeiten von wenig Wind Strom zur Verfügung zu haben, wird dieser in einer Batterie zwischengespeichert und kann dann, wenn er von den Verbrauchern benötigt wird, wieder abgegeben werden. Der Strom der Kleinwindkraftanlage wird über einen Laderegler der Batterie zugeführt. Diese kann entweder Gleichstromverbraucher oder über einen Wechselrichter herkömmliche 230 V-Verbraucher versorgen. Des Weiteren kann eine Anbindung an das Heizungssystem erfolgen, so dass bei erreichter maximaler Batterieladung ein weiterer Nutzen generiert wird. System: 4
Die Warmwasserbereitung Bei diesem Nutzungskonzept wird die Kleinwindkraftanlage zur Warmwasserbereitung verwendet. Über eine Heizpatrone wird der durch die Kleinwindkraftanlage erzeugte Strom in Wärme umgewandelt. Dies geschieht normalerweise direkt in einem Warmwasserspeicher. Auf diese Weise spart man sich andere Energiequellen zur Wärmebereitstellung wie beispielsweise Gas oder Heizöl. System: 5
Bauarten von Windkraftanlagen Bei Windkraftanlagen unterscheidet man grundsätzlich zwischen zwei Bauarten: den Horizontalläufern und den Vertikalläufern. Diese beiden Typen unterscheiden sich in der Lagerung der Drehachse. Beide Varianten haben Ihre Vor- und Nachteile. Horizontalläufer Vorteile: - geringe Anlaufgeschwindigkeit - gute Leistungsausbeute aufgrund hoher Wirkungsgrade - bewährte Technik Nachteile: - Schattenschlag v.a. bei großen Anlagen - Abschaltung bei hohen Windgeschwindigkeiten - Windnachführung nötig Vertikalläufer Vorteile: - keine Windnachführung notwendig - unempfindlich gegenüber turbulenten Strömungen - sehr leise im Betrieb Nachteile: - geringer Wirkungsgrad - Resonanzverhalten: die Anlage verursacht starke Schwingungen Ein Schwingungsentkoppler ist nötig Welche Anlage für Sie die richtige ist, hängt von Ihrem Standort ab. Ein entscheidendes Auswahlkriterium ist zum Beispiel, wie turbulent die Luftströmung am Aufstellungsort ist. 6
Standortbeurteilung Bevor eine Kleinwindkraftanlage errichtet werden kann, muss ein passender Standort gefunden werden. Ob sich ein Standort eignet oder nicht hängt von mehreren Faktoren ab: - Windgüte - Windrichtung - Abstand zu Hindernissen - Geländerauhigkeit - Schall / Schattenwurf - Anschlussmöglichkeit am Stromnetz (Hausnetz) Hindernisse haben einen sehr großen Einfluss auf die Windströmung. Vor und nach einem Hindernis bilden sich Luftverwirbelungen, die den Betrieb einer Kleinwindkraftanlage enorm stören können. Deshalb ist es wichtig vor, nach und oberhalb eines Hindernisses genügend Abstand zur Kleinwindkraftanlage einzuplanen. Vor und oberhalb eines Hindernisses ist dies zweimal dessen Höhe und danach 20-mal dessen Höhe. Quelle: www.klein-windkraftanlagen.com Wie bereits erwähnt, ist die mögliche Windleistung an einem Standort stark von den vorherrschenden Windgeschwindigkeiten abhängig. Deshalb wird empfohlen vor dem Bau einer Kleinwindkraftanlage stets eine Windmessung durchzuführen. Hierzu bieten wir Ihnen sowohl einfache Wetterstationen oder aber professionelle Windmesssysteme mit einer kontinuierlichen Überwachung an. 7
Windmesssysteme Auf dem Markt erhältliche Windmessungen unterscheiden sich stark in Ihrer Qualität. Es gibt relativ günstige Wetterstationen, die unteranderem auch Windgeschwindigkeit und -richtung messen. Qualitativ hochwertige Messsysteme unterscheiden sich von diesen unter anderem in der Speicherung und Übermittlung, sowie in der Genauigkeit der Messdaten. Professionelle Windmessung Wir führen gerne eine professionelle Windmessung mit hochwertigen Geräten für Sie durch. Dabei bieten wir Ihnen folgende Leistungen: die Zurverfügungstellung eines Windmessgerätes inkl. Anemometer, Datenlogger, Windfahne, Teleskopmast komplett mit Befestigungs- und Abspannsystem bis 12 m über Grund die Auswertung folgender Parameter im Messzeitraum: o minimale, maximale und mittlere Windgeschwindigkeit o Windrichtung o Häufigkeitsverteilung der Windrichtung Nachdem sich in unseren Breiten die Windgeschwindigkeiten über das Jahr hinweg unterschiedlich verteilen, empfehlen wir die Messung mindestens über einen Zeitraum von sechs Monaten durchzuführen. Wetterstation Zu den Wetterstationen mit denen Sie die Windverhältnisse an Ihrem Standort relativ günstig selbst messen können gehört die PCE-FWS 20 mit folgenden Funktionen: Windgeschwindigkeit in mph, km/h, m/s, knots oder Beaufort wählbar Windrichtungsanzeige Wetterprognose Anzeige der Wetterdaten Speicherung der Minimum- und Maximumwerte der empfangenen Wetterdaten Ringspeicher für 4080 komplette Wetter Datensätze einstellbares Speicherintervall von 5 bis 240 min 8
Produkte horizontale Kleinwindkraftanlagen Osiris Die Kleinwindkraftanlagen von Osiris zeichnen sich in Ihren Leistungsklassen durch einen extrem großen Rotordurchmesser aus. Daher sind sie besonders für Schwachwindgebiete sehr gut geeignet. Technische Daten: 1,6 kw (ongrid) 10 kw (ongrid) Nennleistung [kw] 1,6 10 Nennwindgeschwindigkeit 10,5 9,5 Anlaufgeschwindigkeit 2,5 2,5 Überlebensgeschwindigkeit 50 50 Rotordurchmesser [m] 3,2 (3,0) 9,7 Anzahl der Rotorblätter 5 3 Nenndrehzahl [U/min] 450 120 Art der Anlage Luvläufer Leeläufer Windnachführung Passiv Passiv Sicherheitssysteme Generator Strömungsabriss am Blatt, elektromagnetische Permanentmagnet (PMG), synchron Pitchverstellung, Bremsvorrichtung Permanentmagnet, synchron Einspeisung Einphasig Dreiphasig Spezielle Merkmale - Geringes Gewicht - Keine regulär vorgegebenen Wartungsintervalle - Direktantrieb ohne Getriebe - Niedriger Wartungsaufwand Osiris 1,6 kw Osiris 10 kw 9
Aeolos Aeolos ist einer der führenden Hersteller von Kleinwindkraftanlagen. Die Firma ist seit 1986 am Markt und fertigt horizontale Anlagen von 500 W bis 50 kw. Technische Daten: H 1 kw H 2 kw H 3 kw H 5 kw Nennleistung [kw] 1 2 3 5 Nennwindgeschwindigkeit Anlaufgeschwindigkeit Abschaltgeschwindigkeit Überlebensgeschwindigkeit 10,0 10,,0 10,5 10,5 3,0 3,0 3,0 3,0 25 25 25 25 45 45 45 45 Rotordurchmesser [m] 3,2 4,0 5,0 6,4 Anzahl der Rotorblätter 3 3 3 3 Nenndrehzahl [U/min] 350 250 400 200 Art der Anlage Luvläufer Luvläufer Luvläufer Luvläufer Windnachführung Passiv Passiv Aktiv Aktiv Sicherheitssysteme Gieren, elektronische Gieren, elektronische Gieren, elektromagnetische und hydraulische Gieren, elektromagnetische und hydraulische Generator PMG PMG PMG PMG Einspeisung Einphasig Einphasig Einphasig Einphasig Spezielle Merkmale Wartungsfrei Wartungsfrei Wartungsfrei Wartungsfrei Aeolos-H 1 kw Aeolos-H 5kW 10
Aeolos Aeolos ist einer der führenden Hersteller von Kleinwindkraftanlagen. Die Firma ist seit 1986 am Markt und fertigt horizontale Anlagen von 500 W bis 50 kw. Technische Daten: H 30 kw H 50 kw H 60 kw Nennleistung [kw] 30 50 60 Nennwindgeschwindigkeit Anlaufgeschwindigkeit Überlebensgeschwindigkeit 12,0 10,0 9,0 3,0 3,0 2,5 50 50 50 Rotordurchmesser [m] 12,0 18,0 21,0 Anzahl der Rotorblätter 3 3 3 Nenndrehzahl [U/min] 90 60 60 Art der Anlage Luvläufer Luvläufer Luvläufer Windnachführung Aktiv Aktiv Aktiv Sicherheitssysteme Gieren, elektromagnetische und hydraulische Gieren, elektromagnetische und hydraulische Gieren, elektromagnetische und hydraulische Generator PMG PMG PMG Einspeisung Dreiphasig Dreiphasig Dreiphasig Spezielle Merkmale Digitale Überwachung Digitale Überwachung Digitale Überwachung Aeolos-H 50 kw 11
Produkte vertikale Kleinwindkraftanlagen Amperius (KD Stahl- und Maschinenbau GmbH) Die KD Stahl- und Maschinenbau GmbH ist ein deutscher Hersteller von vertikalen Kleinwindkraftanlagen im Leistungsbereich von 0,3 bis 7,5 kw. Die Firma wurde 1989 gegründet. Seit 2006 produziert sie Kleinwindkraftanlagen. Technische Daten: VK 58 VK 250 Nennleistung [kw] 1,2 7,5 Nennwindgeschwindigkeit Anlaufgeschwindigkeit Abschaltgeschwindigkeit 13 14 3,0 2,5 14 16 Rotordurchmesser [m] 2,4 4,5 Rotorhöhe [m] 2,4 5,4 Rotorfläche [m²] 5,8 24,3 Anzahl der Rotorblätter 3 3 Nenndrehzahl [U/min] 300 150 Sicherheitssysteme Elektrisch über Lastwiderstand und Generatorkurzschluss Elektrisch über Lastwiderstand und Generatorkurzschluss Generator Permanenterregt, eisenlos, 20-polig Permanenterregt, eisenlos, 40-polig Einspeisung Einphasig Dreiphasig Spezielle Merkmale Extrem leiser Betrieb Extrem leiser Betrieb Amperius VK 58 12
Aeolos Aeolos ist einer der führenden Hersteller von Kleinwindkraftanlagen. Die Firma ist seit 1986 am Markt und fertigt vertikale Anlagen von 300 W bis 10 kw. Technische Daten: V 1 kw V 3 kw V 5 kw V 10 kw Nennleistung [kw] 1 3 5 10 Nennwindgeschwindigkeit Anlaufgeschwindigkeit Überlebensgeschwindigkeit 10,0 10,0 10,0 12,0 2,5 2,5 2,5 2,5 50 55 55 55 Rotorhöhe [m] 2,8 3,0 5,3 5,3 Rotordurchmesser [m] 2,0 2,4 4,2 4,2 Anzahl der Rotorblätter 3 4 3 3 Nenndrehzahl [U/min] 320 320 150 150 Rotorform H-Rotor H-Rotor S-Rotor S-Rotor Sicherheitssysteme Elektromagnetische und hydraulischebre mse Elektromagnetische und mechanische Elektromagnetische und mechanische Elektromagnetische und mechanische Generator PMG PMG PMG PMG Einspeisung Einphasig Einphasig Einphasig Dreiphasig Spezielle Merkmale Sehr leise Sehr leise Sehr leise Sehr leise Aeolos-V 1kW (H-Rotor) Aeolos-V 10 kw (S-Rotor) 13
Haben wir Ihr Interesse an kleinen Windkraftanlagen geweckt? Haben Sie Fragen? Ihr Kontakt zu uns: EUSAG mbh Im Haslet 28 93086 Wörth a. d. Donau Tel.: +49 9482 908400 Fax: +49 9482 908409 Email: info@eusag.com Web: www.eusag.com 14