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  • Windkraft Vorlesung Erneuerbare Energieträger Lehrgang Energiemanagement Recht-Technik-Wirtschaft

    Puntigam Rupert

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    Technisches Potenzial erneuerbarer Energien Gesamtenergiebedarf

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert2

    Elektrische Energie

    Windenergie hat neben PV und Geothermie das größte Potenzial – die derzeitige Nutzung ist vernachlässigbar

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    Vorlesungsinhalt

    1. Geschichte der Windenergienutzung 2. Windleistung und Betz´sches Gesetz 3. Windkraftkonverter Bauformen 4. Zukunftspotenzial – Entwicklungstrends

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert3

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    Windenergie - Geschichte die Anfänge

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert4

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    Windenergie - Geschichte in Europa

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert5

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    Windenergie - Geschichte erstmals Strom

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert6

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    Windenergie – Warum, woher, wieviel

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert7

    Windrichtungsbezeichnung von wo her er bläst.

    Wind = Sonnenenergie und Rotationsenergie der Erde

    http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Datei:Globale_zirkulation.jpg

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    Windenergie – Standortwahl

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert8

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    Windenergie – was steckt drinnen

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert9

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    Windenergie – Antriebsläufer

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert10

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    Windenergie – Betzsches Gesetz

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert11

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    Windenergie – Betzsches Gesetz

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert12

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    Windenergie – Jahresproduktion

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert13

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    Windenergie – Typen (aktiv / passiv)

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert14

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    Windenergie – Typen Antriebsläufer

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert15

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    Windenergie – Typen 4

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert16

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    Windenergie – Warum Schnellläufer?

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert17

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    Windenergie – der Kompromiss

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert18

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    Windenergie – Antriebsstrang

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert19

    Gewicht Generator ~200t

    Gewicht Antrieb ~300t

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    Windenergie – Gondel

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert20

    Gewicht einer Gondel ~100t

    Gewicht des Turms mehrere 100 bis 1000te Tonnen

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    Windenergie – Antriebsläufer

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert21

    Gewicht eines Rotorblattes ~25t

    Gewicht eines Rotorblattes ~25t

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    Windenergie – Generatortypen

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert22

    1. 2.

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    Windenergie & Seltenerdmagnete

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert23

    Vorkommen von Bodenschätzen, die mit heutiger Technik rentabel förderbar sind, werden als "Reserven", die Gesamtvorkommen als "Ressourcen" bezeichnet.

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    Windenergie & Seltenerdmagnete

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert24

    China nutzt sein derzeitiges Monopol !

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    RePower 5M

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert25

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    RePower 5M

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert26

  • | |06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert27

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    Windenergie – Rotordesign

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert28

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    Windenergie – Rotordesign

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert29

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    Windenergie – Drehzahlregulierung

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert30

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    Windenergie – Nachführung und Drehzahlregulierung

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert31

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    Windenergie – Westeuropa & Deutschland

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert32

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    Wo und Wer installiert Windkraftanlagen ? Weltweites Windkraftpotenzial bis 2020 [GW]

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert33

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    Windenergie – Fundamentierung & Kostenanteile

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert34

    Fundamente

    Beton-Kubisch / Monopile / Tripot / Jacket

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    Windkraft – Größendimmensionen

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert35

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    Volllaststundenverteilung Ë Trend Offshore

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert36

    Offshore

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    Windkraft Masterplan (OÖ)

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert37

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    Windkraft Masterplan (OÖ)

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert38

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    Übung „Sinnhaftigkeit Kleinwindkraft“

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert39

    Berechnung Kleinwindkraft für Siedlungen…unter Vergleich 10m zu 100m α= 0,3Ë v100m = 2 * v10m da PWKA ~ v³ Ë Nur 1/8 der Leistung ! Wo liegen die Anlaufgeschwindigkeiten ? Vollaststunden: Klein WKA: ca. 300h (Siedlung) bis 1000h (gute Lage)

    Groß WKA: Österreich ~ 2000h Offshore ~ 3000h Kosten: Klein WKA ~ 3000 €/kW Groß WKA ~ 1,5 Mio€ / MW Ertrag ist somit sicher < 1/20 bei doppeltem spez. Invest

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    Windkraft Kosten und Lernkurve

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert40

    Großwindkraft- Investkosten

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    Kostenaufteilung und Weiterentwicklung

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert41

    Weiterentwicklungsthemen Windkraft

    Nachahmung der Natur

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    Windenergie – Aufwindkraftwerke?

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert42

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    Windenergie – Auftriebskraftwerk

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert43

    Glas- / Photovoltaikabdeckung

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    Windenergie – Auftriebskraftwerk

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert44

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    Windenergie – Auftriebskraftwerk

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert45

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    Windenergie – Fallwindkraftwerk

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert46

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    Windenergie – Windstrudelkraftwerk

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert47

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    Windenergie – Vortex Engine

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert48

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    Windenergie – Airbone – Kites & Co

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert49

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    Wesentlichsten aktuellen Themen der Windkraft

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert50

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    Übungen Windkraftleistung 1. Bauer Energiewirt besitzt eine WKA mit einem Rotordurchmesser von 60 m. Du bietest ihm an,

    auszurechnen wie hoch die tatsächlich durch den Rotor entzogene Leistung (Pw) ist. - Zur Vereinfachung mittlerer atmosphärischer Luftdruck auf Meeresspiegelhöhe = 1013,25 hPa. - Die Umgebungstemperatur beträgt 10°C, - Annahme die Windgeschwindigkeit weit vor dem Rotor beträgt relativ konstant 10m/s (v1), im Rotor

    beträgt die Windgeschwindigkeit ca. 6,2 m/s (v2) und hinter dem Rotor 4 m/s (v3).

    2. Deine WKA hat einen Rotordurchmesser von 80m. - Die momentane Luftdichte ρ hast du bereits ermittelt, sie liegt bei 1,2 kg/m³ - Du konntest nur die Windgeschwindigkeit v1 weit vor dem Rotor ermitteln. Sie liegt bei 7 m/s. - Du weißt aber, dass deine Anlage einen Leistungsbeiwert Cp von 0,50 haben soll.

    Wie groß ist die tatsächlich durch den Rotor entzogene Leistung (Pw) ?

    3. Wie viele Quadratmeter sollte der Rotor eines kleinen Windrades abdecken, um bei einer Luftdichte von 1,2250 kg/m³ und einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s eine theoretisch nutzbare Leistung des Windes von 20 Watt zu erhalten?

    06.07.2016 Windkraft – Puntigam Rupert51

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    Übung Windgeschwindigkeit & Betz´sches Gesetz 4) Windgeschwindigkeiten werden üblicherweise in 10 m Höhe gemessen. Berechnen Sie die

    Windgeschwindigkeit in 70 m, 105 m und 140 m Höhe, unter der Annahme, dass die Messung von 8 m/s a) auf dem Meer b) Weidelandschaft mit einzelnen Bäumen c) in einem dichten Wald durchgeführt wurde.

    5) Errichtung einer Nordex N80/2500 kW (Leistungskoeffizent nach Tabelle) Am Standort beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe im Schnitt 7 m/s. Gegeben ist eine Rayleigh-Verteilung.

    a) Zeichnen Sie die Leistungskurve der Windkraftanlage. Der Rotordurchmesser der Nordex N80 beträgt 80 m. Nutzen Sie für die Luft eine Dichte von 1,226 kg/m³.

    b) Berechnen Sie mit Hilfe der gegebenen Tabellen die jährliche Strommenge der WKA (MWh). Mechanische Verluste und Generatorverluste werden

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