Einschaltwindgeschwindigkeit
Niedrigste Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe, bei der eine Windkraftanlage netto Strom erzeugt; bei modernen Anlagen typischerweise 2,5 bis 4 m/s.
Unterhalb der Einschaltgeschwindigkeit reicht das aerodynamische Drehmoment am Rotor nicht aus, um Reibung im Triebstrang, Generatorverluste und Eigenverbrauch zu überwinden. Die Anlage trudelt oder steht und bezieht unter Umständen etwas Strom aus dem Netz. Übersteigt der 10-Minuten-Mittelwert des Windes auf Nabenhöhe die Einschaltschwelle, schaltet die Steuerung den Generator zu, und die Anlage fährt ihre Leistungskennlinie hoch.
Typische Werte:
- Große Onshore-Anlagen (3–7 MW): 2,5–3,5 m/s
- Offshore-Anlagen (8–15 MW): 3–4 m/s
- Kleinwindanlagen (unter 50 kW): 2,5–4 m/s, wegen der Trägheit des Rotors laufen sie in der Praxis aber oft erst später an
Für den Ertrag spielt die Einschaltgeschwindigkeit eine kleinere Rolle, als man meinen könnte. Weil die verfügbare Leistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit wächst, steckt im Bereich zwischen 3 und 4 m/s sehr wenig Energie: Bei 3,5 m/s liefert ein moderner Rotor nur 1–3 % seiner Nennleistung. Eine niedrige Einschaltschwelle bringt vor allem mehr Betriebsstunden. Das hilft bei der Netzintegration und verkürzt die Stillstandszeit, verschiebt den Jahresertrag aber selten um mehr als 1–2 %.
Die Steuerung arbeitet mit einer Hysterese um die Einschaltgeschwindigkeit (zum Beispiel Zuschalten bei 3,0 m/s, Trennen bei 2,5 m/s), damit ständiges An- und Abfahren Triebstrang und Schütze nicht verschleißt.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Leistungskurve
Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe und elektrischer Leistung einer Windkraftanlage; zusammen mit der Windgeschwindigkeitsverteilung ergibt sie den Jahresenergieertrag.
- Nennwindgeschwindigkeit
Die niedrigste Windgeschwindigkeit, bei der eine Windkraftanlage ihre Nennleistung erreicht; bei modernen Großanlagen typischerweise 10 bis 13 m/s.
- Abschaltwindgeschwindigkeit
Windgeschwindigkeit, bei der eine Anlage abschaltet oder herunterregelt, um sich vor zu hohen Lasten zu schützen; bei großen Anlagen typischerweise 25 m/s (10-Minuten-Mittel).
- Weibull-Verteilung
Zweiparametrige Wahrscheinlichkeitsverteilung, die beschreibt, wie häufig an einem Standort welche Windgeschwindigkeit auftritt; definiert durch Skalenfaktor c und Formfaktor k.
- Nabenhöhe
Höhe der Rotormitte einer Windkraftanlage über Grund oder Meeresspiegel. Höhere Naben erreichen stärkeren, gleichmäßigeren Wind und treiben die Kapazitätsfaktoren nach oben.