Anwendungen
 

Kleinwindkraftanlagen erfreuen sich in den letzten Jahren immer größerer Beliebtheit, sei es zum Laden von Batterien, als Wind - Zusatzheizung, zur Netzeinspeisung oder als Windpumpe zur Wasserförderung.
Sie sind überall dort sinnvoll, wo die Energieversorgung aus dem öffentlichen Stromnetz unmöglich oder zu aufwändig ist, oder man seinen Strom zu Beispiel beim Camping, im Bungalow oder auf dem Boot selbst erzeugen möchte.

Im Gegensatz zur thermischen Solaranlagen unterstützen Heizwindmühlen gerade in der kalten Jahreszeit Ihre Heizung und sparen Energiekosten.

Die Installation von Windkraftanlagen zusammen mit Photovoltaik - Modulen ( Hybridanlage ) sichert eine kontinuierliche Energieversorgung über das gesamte Jahr hinweg.

In vielen Entwicklungsländern ist die Nutzung der Windkraft von existenzieller Bedeutung. Windpumpen sichern die Trinkwasserversorgung und bewässern die Felder, autark arbeitende Kleinwindkraftanlagen sichern die Stromversorgung in Hütten und machen das Leben lebenswert.






Insellösung  

Der von Wind und Sonne erzeugte Strom wird über einen Laderegler in einer Batterie gespeichert. Der nachgeschaltete Wechselrichter formt den Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um.
Hat die Batterie ihre Ladeschlussspannung erreicht, schaltet der Laderegler auf einem internen Heizwiderstand um, der die überschüssige Energie in Wärme umformt.
Alternativ dazu kann auch ein Elektroheizstab angeschlossen werden, der zur Bereitung von Warmwasser dient.

Schaltschema einer Inselanlage

Die Batterie wird von einer Kleinwindkraftanlage und von Photovoltaikmodulen über je einen Laderegler oder über einen kombinierten Hybridladeregler gespeist.
Der nachgeschaltete Inselwechselrichter formt den Batteriestrom in 230 V Netzstrom um.
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Windheizung  

Möchte man die Windkraftanlage zu Heizzwecken nutzen, wird in einen Pufferspeicher oder Warmwasserspeicher eine Elektro- Heizpatrone eingeschraubt und anstelle des Ladereglers ein Vorschaltgerät installiert. Dieses gewährleistet bei Schwachwindeinen leichten Anlauf der Anlage . Weitere Reglungen sind nicht notwendig.
Dies stellt die kostengünstigste Variante der Windkraftnutzung dar. Im Gegensatz zu einer thermischen Solaranlage erntet eine Windkraftanlage gerade in der Jahreszeit die meiste Energie, wenn sie auch benötigt wird.

Genau in dem Moment, wenn der Wind die Wärme aus dem Haus "bläst", bringt die Windkraftanlage die Energie wieder hinein.

Eine Grafik dazu finden Sie hier
Netzeinspeisung  

Soll der „geerntete" Windstrom ohne Zwischenspeicherung in einer Batterie selbst verbraucht werden, ist dazu ein Netzeinspeisewechselrichter notwendig, der vom zuständigen Energieversorgungsunternehmen zugelassen sein muss.
Der Wechselrichter wird direkt an das eigenene Hausnetz angeschlossen. Durch die schlechte Vergütung von 8,7 Cent/kWh ist es sinnvoller, den erzeugten Strom zuerst selbst zu verbrauchen.
Wenn die Anlage mehr Strom erzeugt als man selbst verbraucht, wird die überschüssige Energie in das öffentliche Netz eingespeist.
Dazu ist es erforderlich, mit dem EVU einen Einspeisevertrag zu schließen, der u.a. die Abnahme und die gesetzlich geregelte Mindestvergütung des Stromes festschreibt. Für die Einspeisung ist ein zweiter Stromzähler notwendig.
Eine Netzeinspeisung mit einer Photovoltaik- Anlage ist durch das Erneuerbare- Energie- Gesetz wesentlich attraktiver.
Die Vergütung ab dem 1. Januar 2004 beträgt für PV- Anlagen "auf der grünen Wiese" von 45,7 Cent/ kWh, für auf Dächern installierten Anlagen 57,4 Cent/ kWh und für Fassadenanlagen 62,4 Cent/ kWh.
Bei Hybridanlagen ( Wind und Solar) sind durch die unterschiedlichen Tarife natürlich 2 Einspeisezähler notwendig.

Eine Grafik dazu finden Sie hier
Windpumpen  

Wasser kann entweder direkt mit rein mechanisch arbeitenden Windpumpen oder indirekt über elektrische Pumpen gefördert werden. Die mechanische „Windmill" wird direkt über der Wasserförderstelle installiert. Der Rotorkranz ist an einem oszillierenden Getriebe befestigt, der die Drehbewegung in eine Hubbewegung umwandelt. Eine Zugstange verbindet die Hubkolbenpumpe im Brunnen mit der Windmühle.

Bei der elektrischen Variante wird eine „normale" Windkraftanlage mit einer elektrischen Kreisel- oder Membranpumpe kombiniert. Der Vorteil dabei ist, dass die Windkraftanlage an einem windgünstigen entfernten Ort aufgestellt werden kann.

Kleinwasserkraftanlagen  

Kleinwasserkraftanlagen werden vor allem zur Inselversorgung von Berghütten, Ferienhäusern und vom öffentlichen Netz nicht erschlossene Gebäude eingesetzt, die über eine Quelle mit ausreichender Wassermenge und möglichst großem Höhenunterschied verfügen.
Für die Energienutzung öffentlicher Gewässer sind die länderspezifischen Richtlinien und Anforderungen zu beachten.
Vor dem Einsatz von Kleinwasserkraftanlagen ist eine exakte Messung der Wassermenge über einen längeren Zeitraum notwendig. Um die Anlage auf die örtlichen Gegebenheiten anpassen zu können, muss die verfügbare Wassermenge bekannt sein. Eine einfache Messung kann mit einem handelsüblichen Wassereimer, dessen Volumen bekannt ist, erfolgen. Dabei wird mit einer Stoppuhr die Füllzeit des Eimers gestoppt und in Liter pro Sekunde umgerechnet.
Die Rohrabmessung im Zulauf zur Turbine sollte wenigstens 2" betragen. Der Anschluss an jede übliche Trinkwasseranleitung ist ebenfalls möglich.
Die Fallhöhe des Wasser sollte wenigstens 3 Meter betragen. Die Höhe kann entweder durch eine Druckmessung in der Zulaufleitung (min. 0,3 bar) oder mit einem Höhenmessgerät bzw. den Höhenlinien auf Landkarten erfolgen.
Um eine kontinuierliche Stromversorgung zu erreichen, ist eine Kombination der Wasserkraftanlage mit einer Wind- und/oder Photovoltaikanlage ebenfalls möglich.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Turbine ist der Einsatz als „Kleinpumpspeicherwerk". Dabei wird überschüssige Energie aus Wind- und Photovoltaikanlagen mit einer Pumpe in einen Hochbehälter gepumpt. Bei erhöhtem Energiebedarf wird der Hochbehälter über die Kleinwasserkraftanlage entleert. Eine Zwischenspeicherung der Energie über eine Batterie erübrigt sich.

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