Cp ist auf die Betz-Grenze von 0,593 begrenzt; reale Anlagen erreichen etwa 0,35–0,45. Der Kapazitätsfaktor steuert die Durchschnitts- und Jahreswerte.
Über dieses Tool
Der Windkraftanlagen-Leistungsrechner ist ein kostenloses Browser-Tool, das die Leistung einer Windkraftanlage aus ihrem Rotordurchmesser, der Windgeschwindigkeit und ihrem Wirkungsgrad schätzt. Er liefert die überstrichene Fläche, die Spitzenleistung bei dieser Windgeschwindigkeit, die Durchschnittsleistung über die Zeit und die Jahresenergie in kWh.
Die Leistung ist P = 0,5 × ρ × A × Cp × v³, wobei ρ die Luftdichte ist (1,225 kg/m³ auf Meereshöhe), A = π(d/2)² die überstrichene Fläche, Cp der Leistungsbeiwert (reale Anlagen erreichen 0,3–0,45; die Betz-Grenze begrenzt jede Anlage auf 0,593) und v die Windgeschwindigkeit in m/s. Da die Leistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit skaliert, ergibt eine Verdopplung des Windes die achtfache Leistung. Die Durchschnittsleistung ist Spitze × Kapazitätsfaktor, und die Jahresenergie ist Durchschnittsleistung × 8760 Stunden ÷ 1000.
Nutze es, um Rotorgrößen und Standorte für ein kleines Windprojekt zu vergleichen: Gib den Blattdurchmesser, deine durchschnittliche Windgeschwindigkeit, ein realistisches Cp und einen Kapazitätsfaktor (15–30 % ist typisch für kleine Anlagen) ein, um Spitzenleistung und Jahres-kWh zu sehen. Die gesamte Rechnung läuft in deinem Browser.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die Windgeschwindigkeit so wichtig?
Die Leistung wächst mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit, sodass ein Standort mit 20 % mehr Wind etwa 73 % mehr Leistung liefert. Eine genaue durchschnittliche Windgeschwindigkeit ist die wichtigste Eingabe — eine bescheidene Anlage bei starkem Wind schlägt eine große bei schwachem Wind.
Was ist der Leistungsbeiwert Cp und die Betz-Grenze?
Cp ist der Anteil der kinetischen Windenergie, den der Rotor tatsächlich einfängt. Die Physik begrenzt ihn auf die Betz-Grenze von 0,593; gute reale Anlagen erreichen 0,35–0,45, sobald Blatt-, Getriebe- und Generatorverluste berücksichtigt sind.
Was ist ein Kapazitätsfaktor?
Der Wind weht nicht immer mit der von dir eingegebenen Geschwindigkeit, sodass eine Anlage nie das ganze Jahr auf Spitze läuft. Der Kapazitätsfaktor ist das Verhältnis des tatsächlichen Jahresertrags zum durchgehenden Spitzenbetrieb — grob 15–30 % für kleine Anlagen, höher für große Offshore-Anlagen.
Ist die Spitzenleistung das, was ich dauerhaft erhalte?
Nein. Die Spitzenleistung ist die momentane Ausgabe bei der exakt eingegebenen Windgeschwindigkeit. Der reale Durchschnittsertrag ist niedriger, weil der Wind schwankt — genau das schätzen die Kacheln für Durchschnittsleistung und Jahresenergie, die vom Kapazitätsfaktor gesteuert werden. Alles wird lokal berechnet.
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