Wie viel Strom kann eine Windkraftanlage pro Tag erzeugen?

Die tägliche Stromerzeugung von Windkraftanlagen ist kein fester Wert, sondern hängt hauptsächlich von folgenden drei Kernfaktoren ab:

1. Lüfterkapazität (Nennleistung)

Dies ist die maximale Leistung, die eine Windkraftanlage unter optimalen Bedingungen abgeben kann, gemessen in Kilowatt (kW) oder Megawatt (MW).
Übliche Spezifikationen:

Kleiner Ventilator (z. B. für den Haushaltsgebrauch): 10 kW – 100 kW

Kommerzielle Onshore-Windkraftanlagen: 2 MW - 5 MW (derzeit Standard)

Große Offshore-Windkraftanlagen: 6 MW - 15 MW+ (z. B. 14-MW-Windkraftanlagen mit Laufraddurchmessern von über 230 Metern)

2. Windgeschwindigkeit (der wichtigste Faktor)

Die Stromerzeugung von Windkraftanlagen verhält sich kubisch zur Windgeschwindigkeit; eine geringe Erhöhung der Windgeschwindigkeit kann zu einer signifikanten Steigerung der Stromerzeugung führen.

Bei einer Verringerung der Windgeschwindigkeit (normalerweise um 3-4 m/s) beginnt die Windkraftanlage mit der Stromerzeugung.

Nennwindgeschwindigkeit (üblicherweise etwa 12-15 m/s): Der Ventilator erreicht seine Nennleistung zur Stromerzeugung.

Abschaltgeschwindigkeit (normalerweise um 25 m/s): Der Ventilator wird aus Sicherheitsgründen abgeschaltet.

Idealer Windgeschwindigkeitsbereich: Der Ventilator arbeitet meist bei Geschwindigkeiten unterhalb der Nennwindgeschwindigkeit, daher ist die tatsächliche durchschnittliche Ausgangsleistung viel geringer als die Nennleistung.

3. Windenergienutzungsgrad (Kapazitätsfaktor)

Dies ist ein wichtiger Indikator zur Messung der „Arbeitseffizienz“ von Windkraftanlagen. Sie bezeichnet das Verhältnis der tatsächlichen Stromerzeugung über einen bestimmten Zeitraum zur theoretisch maximalen Stromerzeugung (bei kontinuierlicher Volllast).

Onshore-Windkraftanlagen: typischerweise 25% -40% (beeinflusst von Windressourcen, Gelände, Wartungsstillstandszeiten usw.).

Offshore-Windkraftanlagen: typischerweise 40% -50%+ (bei stärkeren und stabileren Offshore-Winden).

Theoretische Berechnung und Beispiele

Berechnungsformel:
Tägliche Stromerzeugung (kWh) = Nennleistung (kW) x 24 Stunden x Kapazitätsfaktor

Zum Beispiel
Angenommen, eine gängige 3-MW-(3000-kW)-Onshore-Windkraftanlage befindet sich in einem Windpark mit guten Bedingungen und einem Kapazitätsfaktor von 35 %.

Tägliche Stromerzeugung = 3000 kW x 24 Stunden x 0,35 = 25200 kWh

Das bedeutet, dass diese Windkraftanlage durchschnittlich etwa 25.000 kWh Strom pro Tag erzeugt.

Wichtige Konzepte: Vergleich und Bedeutung

Im Vergleich zum Stromverbrauch eines Haushalts: Der durchschnittliche jährliche Stromverbrauch eines typischen chinesischen Haushalts liegt bei etwa 2000–3000 kWh. Die tägliche Stromerzeugung der oben genannten 3-MW-Windkraftanlage kann etwa 10 Haushalte ein ganzes Jahr lang versorgen.

Im Vergleich zur Stromerzeugung aus Kohlekraftwerken: Wenn 25.000 kWh Strom mit Standardkohle (etwa 300 Gramm Kohle pro kWh) erzeugt werden, entspricht dies einer Einsparung von etwa 7,5 Tonnen Standardkohle und einer Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um etwa 20 Tonnen.

Tatsächliche Schwankungen: Die Windkraftanlage kann an einem bestimmten Tag ihre volle Leistung erbringen (24 Stunden x 3 MW = 72.000 Grad), während sie während Wartungsarbeiten keinen Wind erzeugt oder keine Stromproduktion aufweist. Die oben berechneten Werte sind Durchschnittswerte aus langjährigen Statistiken.

Zusammenfassung

Eine gängige Onshore-Windkraftanlage mit 2–3 MW Leistung kann unter günstigen Windbedingungen durchschnittlich 15.000 bis 25.000 kWh Strom pro Tag erzeugen. Die genauen Werte müssen anhand der tatsächlichen Winddaten des jeweiligen Windkraftanlagenmodells, des Installationsortes und des Wartungszustands ermittelt werden, da es erhebliche Unterschiede zwischen verschiedenen Windkraftanlagen und Windparks gibt.