Weiterentwicklung und Optimierung einer Kleinwindkraftanlage

Aktenzeichen 26149/01
Zusammenfassung / Abstract:
Abschlussbericht: DBU-Abschlussbericht-AZ-26149.pdf (8.51 MB)
Projektträger: WES IBS GmbH
Österstr. 15
25693 St Michaelisdonn
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Telefon: 04853 / 8819830
Internet: -
Bundesland: Schleswig-Holstein
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel der Entwicklung der WESpe war es, durch Kombination von neu entwickelten Komponenten eine innovative Kleinwindenergieanlage (KWEA) marktreif zu machen, welche aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit das große Potential für KWEAs in Deutschland sowie International erschließen und damit Modellcharakter besitzen sollte.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm unsere Ziele zu erreichen, hatten wir uns entschieden, bereits im Jahr 2007 einen ersten Versuchsträger zu errichten. So konnten nötige Änderungen, die sich aus praktischen Erfahrungen, Simulationsrechnungen, Messergebnissen und Festigkeitsnachweisen ergeben hatten, sehr zeitnah an der laufenden Maschine umgerüstet und auf Ihr Laufverhalten hin untersucht werden.
Im Vordergrund der Entwicklungsarbeit stand, neben der technischen Optimierung einiger Bauteile, die Zertifizierung der WESpe nach DIN EN 61400-2 bzw. die Typenprüfung nach DIBt. Nur auf diesem Wege kann ein möglichst reibungsloser und sicherer Markteintritt gewährleistet werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Entwicklung der WESpe ist größtenteils abgeschlossen. Wie im Abschlussbericht ausführlich dargelegt, sind die einzelnen Komponenten nach dem aktuellen Stand der Technik konstruiert und nachgewiesen worden. Die Erfahrungen und Messungen aus dem Betrieb des Testträgers haben hierzu einen wertvollen Beitrag geleistet. Relativ zeitnah wurden technische Neuerungen in die Testanlage verbaut und auf ihr Laufverhalten hin untersucht. Nur so war es möglich, die zur Verifizierung der Berechnungen erforderlichen Messungen durchzuführen.
Im Mai 2009 wurde mit der DBU vereinbart, die Entwicklung durch die WES IBS GmbH auf eigene Kosten und unter eigener Regie fortzuführen. Von den bewilligten Fördermitteln wurden daher nur rund 89.000 € in Anspruch genommen. So haben sich auch die im Förderantrag aufgeführten Arbeitsschwer-punkte verschoben. Im Laufe der Entwicklungsarbeit hat sich mehr und mehr herauskristallisiert, dass der Arbeitsaufwand für die Zertifizierung und technische Optimierung der Hauptkomponenten zum Zeitpunkt der Antragsstellung unterschätzt wurde. Es gibt eine Vielzahl von Bereichen, die im Rahmen der Entwicklung der WESpe noch weiter untersucht werden könnten. Aus Zeit- und Kostengründen haben wir uns aber dazu entschlossen, den Erfordernissen für einen baldigen Markteintritt gerecht zu werden. So ist auf die Weiterentwicklung der Verkleidung und des Windleitbleches verzichtet worden, auch im Hinblick auf die Tatsache, dass die durchgeführten Versuche kaum Optimierungspotential versprochen haben.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Auf der Messe New Energy in Husum 2009 haben wir einen Vortrag zum Thema Lebensdauer von KWEA am Beispiel der WESpe gehalten. Im Jahr 2010 hielten wir einen Vortrag auf dem Techniker Stammtisch in Plön zum Thema KWEA, am Beispiel der WESpe. Die WESpe ist seit dem auf verschiedenen Messen vorgestellt worden. U.a. auf der Norla in Rendsburg 2010 oder auch auf der Husum Wind 2010. Hier wurde die WESpe in Verbindung mit einem Energiecontainer gezeigt. Dieser Energiecontainer ist eine gemeinsame Entwicklung der Firmen Johannes Hübner GmbH aus Gießen, Stahl- und Metallbau Ihnen aus Aurich und der WES IBS GmbH.


Fazit

Nicht alle im Förderantrag genannten Entwicklungsschritte konnten intensiv bearbeitet werden. Vordergründig galt es, die Komponenten des Testträgers soweit zu optimieren, dass ein sicherer, leistungsstarker und zuverlässiger Betrieb, zu wirtschaftlichen Bedingungen, an guten Windstandorten (Windzone III+IV), gewährleistet werden kann. Mit Erlangung der Typenprüfung nach DIBt für die WESpe mit 15m Turm und Beton-Kreuzfundament, ist der Markteintritt weiterhin auch baurechtlich abgesichert. Für das Design Assessment nach IEC 61400-2 ist die Prüfung der maschinenbaulichen- und elektrotechnischen Komponenten noch nicht abgeschlossen. Die entsprechenden Unterlagen wurden eingereicht und mit einem Abschluss dieser Prüfungen wird im 1. Quartal 2011 gerechnet. Die WESpe 5.0 ist für Starkwindstandorte entwickelt worden und kann dort auch an vielen Standorten wirtschaftlich betrieben werden. Für die windschwächeren Zonen (I+II), die über 90% der Landesfläche der Bundesrepublik Deutschland ausmachen, ist eine Weiterentwicklung der WESpe vorgesehen. Um einen wesentlichen Beitrag zur De-zentralisierung der Energieerzeugungsanlagen durch KWEA leisten zu können, ist jedoch in erster Linie eine angemessene Einspeisevergütung nach EEG (Erneuerbaren- Energien- Gesetz) Grundvoraussetzung. Erst dadurch wird es den Entwicklern und Herstellern dieser Anlagen ermöglicht kostenintensive Weiterentwicklungen vorzunehmen. Der Vergleich mit der PV- Branche zeigt, wie stark eine angemessene Vergütung die technische Weiterentwicklung und damit auch die Kostensituation beeinflusst. Seit Aufnahme der PV-Vergütung ins EEG haben sich die Erstellungskosten binnen 8 Jahren in etwa halbiert. Eine ähnliche Entwicklung wäre in der KWEA- Branche auch zu erwarten.

Förderzeitraum: 18.07.2008 - 17.07.2010 (1 Jahr und 12 Monate)
Fördersumme: 280.000,00
Förderbereich: I.2.2
Themengebiet: Umwelttechnik
Stichworte: Umweltforschung, Klimaschutz, Umwelttechnik, Ressourcenschonung
Publikationen:
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