Wie viel Strom erzeugt eine Windkraftanlage?

Windturbinen sind in der Lage, ihre Rotorblätter an Hängen, im Meer, neben Fabriken und über Häusern zu drehen. Die Idee, Ihr Zuhause von der Natur mit kostenlosem Strom versorgen zu lassen, mag verlockend erscheinen, aber es ist wichtig, vorher zu lernen, wie man die Leistung von Windkraftanlagen berechnet kaufen – und besonders wichtig, um den Unterschied zwischen der Nennkapazität der Maschine und der tatsächlichen Leistung zu verstehen, die Sie erwarten können es. Überprüfen Sie die Windkarten des National Renewable Energy Laboratory, um zu erfahren, ob Windgeschwindigkeit und Verfügbarkeit in Ihrer Region Windenergie zu einer guten Wahl für Ihr Zuhause machen.

Die meisten Windkraftanlagen bestehen aus Rotorblättern, die Flugzeugpropellern ähneln. Wenn Luft durch sie bläst, bewirken sie, dass der Rotor eine Welle dreht, die einen elektrischen Generator antreibt. Die meisten Turbinen schalten sich bei Windgeschwindigkeiten von etwa 88,5 Kilometern pro Stunde (55 Meilen pro Stunde) automatisch ab, um mechanische Schäden zu vermeiden. Dies reduziert die Stromproduktion, wenn starker Wind auftritt und die Menschen kontinuierlich Strom aus dem Wind benötigen. Sie produzieren auch keinen Strom, wenn der Wind zu langsam weht. Wenn die Windgeschwindigkeit um die Hälfte abnimmt, sinkt die Stromproduktion um den Faktor acht. Die Zeit, in der die Windbedingungen in einer bestimmten Region optimal sind, bestimmt die Verfügbarkeit der Windenergieanlage. Turbinen an höheren Standorten erhalten mehr Wind, was sich in einer höheren Leistung niederschlägt. Jeder hat einen Windgeschwindigkeitsbereich - zwischen 30 und 80 Meilen pro Stunde -, in dem er optimal funktioniert.

Moderne Windkraftanlagen verwenden eine Vielzahl von Konstruktionen, die ihnen helfen sollen, Wind effizienter zu erfassen. Die Effizienz ist ein wichtiger Wert bei der Bewertung einer Windkraftanlage. In einer idealen Welt würde eine Turbine 100 Prozent des durch die Rotorblätter strömenden Windes in Strom umwandeln. Aufgrund von Faktoren wie Reibung haben diese Maschinen nur Wirkungsgrade zwischen 30 Prozent und 50 Prozent der Nennleistung. Die Leistung wird wie folgt berechnet:

Die Fläche wird in Quadratmetern angegeben, die Luftdichte in Kilogramm pro Kubikmeter und die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde.

Nur weil eine Windkraftanlage eine Leistung von 1,5 Megawatt hat, heißt das nicht, dass sie in der Praxis so viel Strom produzieren wird. Windturbinen produzieren in der Regel deutlich weniger als die Nennleistung, das ist die maximale Leistung, die sie bei ständigem Betrieb produzieren könnte. Eine 1,5-Megawatt-Windkraftanlage mit einem Wirkungsgrad von 33 Prozent produziert beispielsweise nur ein halbes Megawatt im Jahr – weniger, wenn der Wind nicht zuverlässig weht. Turbinen im industriellen Maßstab haben normalerweise eine Nennleistung von 2 bis 3 Megawatt. Die tatsächlich produzierte Energiemenge wird jedoch durch Effizienz und Windverfügbarkeit reduziert – der Prozentsatz der Zeit, in der eine Einheit genug Wind hat, um sich zu bewegen.

Wenn Sie die Kapazitäts- und Effizienzfaktoren einer Einheit kennen, können Sie ihre geschätzte Jahresleistung mit der folgenden Formel berechnen:

Beispielsweise würde eine Turbine mit einer Nennleistung von 1,5 Megawatt und einem Wirkungsgrad von 25 Prozent voraussichtlich wie folgt produzieren:

Diese Berechnung geht von einer ganzjährigen Windverfügbarkeit von 24 Stunden am Tag aus. In der praktischen Anwendung passiert dies nicht. Sie können die NREL-Windkarten verwenden, um Ihre Zeitangaben für eine genauere standortspezifische Zahl anzupassen.