English: Lifecycle Management / Español: Gestión del Ciclo de Vida / Português: Gestão do Ciclo de Vida / Français: Gestion du Cycle de Vie / Italian: Gestione del Ciclo di Vita

Lebenszyklusmanagement (Lifecycle Management) im Windkraftkontext bezieht sich auf die umfassende Verwaltung und Optimierung aller Phasen des Lebenszyklus einer Windkraftanlage, von der Planung und Konstruktion über den Betrieb und die Wartung bis hin zur Stilllegung und zum Recycling. Ziel ist es, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit der Anlagen während ihrer gesamten Lebensdauer zu maximieren.

Mit Lee wird die dem Wind abgewandte Seite eines Hindernisses (z.B. Berg) bezeichnet.

English: Performance / Español: Rendimiento / Português: Desempenho / Français: Performance / Italiano: Prestazione

Leistung im Kontext der Windkraft bezieht sich auf die Fähigkeit einer Windkraftanlage oder eines Windparks, elektrische Energie zu erzeugen. Diese Leistung wird durch die Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in elektrische Energie mittels der Rotoren und des Generators der Anlage erreicht. Die maximale Leistung einer Windkraftanlage, auch Nennleistung genannt, wird in Megawatt (MW) angegeben und hängt von der Größe der Anlage und der Effizienz der Technologie ab.

Der

English: Power Drop / Español: Caída de Potencia / Português: Queda de Potência / Français: Chute de Puissance / Italiano: Caduta di Potenza

Leistungsabfall im Windkraftkontext bezeichnet die Reduzierung der Energieproduktion einer Windkraftanlage unter ihr normales Betriebsniveau. Dieser Abfall kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter technische Probleme, ungünstige Wetterbedingungen, mechanische Verschleißerscheinungen oder äußere Einflüsse wie Eisbildung an den Rotorblättern. Ein Leistungsabfall beeinträchtigt die Effizienz der Anlage und reduziert den erwarteten Stromertrag, was wirtschaftliche Folgen für den Betreiber haben kann.

English: Performance Analysis / Español: Análisis de rendimiento / Português: Análise de desempenho / Français: Analyse de performance / Italiano: Analisi delle prestazioni

Leistungsanalyse ist im Windkraft-Kontext der Prozess der Bewertung und Überprüfung der Effizienz und Effektivität von Windkraftanlagen. Dies umfasst die systematische Untersuchung und Interpretation von Betriebsdaten, um die Leistungsfähigkeit der Anlagen zu maximieren und potenzielle Verbesserungen zu identifizieren.

English: Power limitation in wind energy / Español: Limitación de potencia en energía eólica / Português: Limitação de potência na energia eólica / Français: Limitation de puissance dans l'énergie éolienne / Italiano: Limitazione della potenza nell'energia eolica

Leistungsbegrenzung bezeichnet im Windkraftkontext die gezielte Begrenzung der Stromproduktion einer Windkraftanlage, um mechanische Belastungen zu reduzieren, Sicherheitsstandards einzuhalten oder Netzstabilität zu gewährleisten. Durch diese Maßnahme wird die maximale Leistung der Anlage auf ein vorgegebenes Niveau begrenzt, selbst wenn die Windgeschwindigkeit mehr Energie liefern könnte.

Der Leistungsbeiwert beschreibt den Ausnutzungsgrad der im Wind enthaltenen Leistung.

English: power calculation / Español: cálculo de potencia / Português: cálculo de potência / Français: calcul de puissance / Italiano: calcolo della potenza

Leistungsberechnung im Windkraft-Kontext bezieht sich auf die Berechnung der elektrischen Energie, die eine Windkraftanlage erzeugen kann. Diese Berechnung berücksichtigt verschiedene Faktoren wie die Windgeschwindigkeit, die Rotorfläche, den Wirkungsgrad der Anlage und die Luftdichte. Ziel ist es, den Energieertrag der Windkraftanlage zu bestimmen, um die Effizienz zu bewerten und die Integration der erzeugten Energie ins Stromnetz zu planen.

Allgemeine Beschreibung

Die Leistungsberechnung ist ein zentraler Prozess in der Windkraft, der dabei hilft, die tatsächliche Stromerzeugung einer Windkraftanlage zu ermitteln und vorherzusagen. Die elektrische Leistung einer Windkraftanlage wird maßgeblich durch die Windgeschwindigkeit beeinflusst, da diese mit der dritten Potenz in die Berechnung der Leistung eingeht. Das bedeutet, dass eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit die Leistung um das Achtfache erhöht.

Eine typische Formel für die Leistungsberechnung in der Windkraft lautet:

P=0,5⋅ρ x A x v³⋅C_p

Dabei steht:

• P für die elektrische Leistung in Watt (W),
• ρ für die Luftdichte (etwa 1,225 kg/m³ bei Meereshöhe und 15 °C),
• A für die Rotorfläche, die durch die Länge der Rotorblätter bestimmt wird,
• v für die Windgeschwindigkeit,
• C_p für den Leistungsbeiwert der Anlage (der theoretisch maximal bei etwa 59,3 % liegt, bekannt als Betz-Grenze).

In der Praxis wird der durch Leistungsberechnung ermittelte Wert selten erreicht, da Verluste durch Reibung, mechanische Komponenten und elektrische Umwandlungsprozesse entstehen. Moderne Windkraftanlagen haben typischerweise einen Wirkungsgrad von etwa 35-45 %.

Zusätzlich zur momentanen Leistungsberechnung ist die Berechnung der Jahresenergieerzeugung (Annual Energy Production, AEP) entscheidend. Dabei werden die Windverhältnisse eines Jahres, also die Häufigkeit und Stärke der auftretenden Winde, in die Berechnung einbezogen, um eine Prognose der jährlich erzeugten Energie zu erstellen. Diese Berechnungen sind entscheidend für die Planung von Windparks und deren wirtschaftliche Bewertung.

Die Leistungsberechnung dient auch dazu, die optimale Position für Windkraftanlagen zu finden. Durch Windmessungen und Simulationen können Standorte mit konstant hohen Windgeschwindigkeiten identifiziert werden, was die Energieproduktion maximiert.

Anwendungsbereiche

Leistungsberechnung wird in mehreren Bereichen der Windkraft genutzt:

• Planung von Windkraftanlagen: Die Berechnung der zu erwartenden Leistung hilft bei der Entscheidung, wo und welche Art von Windkraftanlage installiert werden soll.
• Betriebsoptimierung: Während des Betriebs kann die Leistung einer Anlage überwacht und mit den berechneten Werten verglichen werden, um sicherzustellen, dass die Anlage effizient arbeitet.
• Wirtschaftliche Bewertung: Die erwartete Leistung und Energieproduktion einer Windkraftanlage sind entscheidend für die Rentabilitätsberechnung eines Windparks.

Bekannte Beispiele

Ein bekanntes Beispiel für die Bedeutung der Leistungsberechnung ist der Offshore-Windpark "London Array" in der Themsemündung. Mit über 170 Windkraftanlagen ist dieser einer der größten Offshore-Windparks der Welt. Die Planung und Positionierung der Windkraftanlagen basierte auf detaillierten Leistungsberechnungen, die unter anderem Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Luftdichte berücksichtigten, um den maximalen Energieertrag zu gewährleisten.

Ein weiteres Beispiel ist der "Windpark Holtriem" in Niedersachsen, wo die Leistungsberechnung dazu beigetragen hat, die Anlagen so zu platzieren, dass sie die optimalen Windverhältnisse nutzen können, um eine hohe Energieausbeute zu erzielen.

Risiken und Herausforderungen

Die Leistungsberechnung ist komplex und mit Unsicherheiten verbunden. Eine der größten Herausforderungen ist die genaue Vorhersage der Windverhältnisse über längere Zeiträume. Wind ist eine unstete Energiequelle, und bereits kleine Abweichungen in der Windgeschwindigkeit können große Auswirkungen auf die Leistung haben. Daher basiert die Berechnung oft auf Langzeitdaten und Simulationen, die nicht immer alle Faktoren exakt abbilden können.

Ein weiteres Risiko besteht in der technischen Umsetzung. Auch wenn die Leistungsberechnung eine hohe theoretische Leistung vorhersagt, können Ineffizienzen in den mechanischen und elektrischen Komponenten der Windkraftanlage die tatsächliche Leistung reduzieren. Wartung, Abnutzung oder technische Defekte können den Ertrag ebenfalls verringern.

Ähnliche Begriffe

• Energieertrag: Der tatsächliche Strom, den eine Windkraftanlage über einen bestimmten Zeitraum erzeugt.
• Wirkungsgrad: Ein Maß dafür, wie effizient eine Windkraftanlage die Windenergie in elektrische Energie umwandelt.
• Windatlas: Ein statistisches Modell, das die durchschnittlichen Windverhältnisse an verschiedenen Standorten darstellt und bei der Leistungsberechnung hilft.

Zusammenfassung

Die Leistungsberechnung ist im Windkraftkontext ein zentraler Prozess, um die Energieproduktion einer Windkraftanlage zu bestimmen. Sie berücksichtigt Faktoren wie Windgeschwindigkeit, Rotorfläche und den Wirkungsgrad der Anlage. Die genaue Berechnung der Leistung ist entscheidend für die Planung, den Betrieb und die wirtschaftliche Bewertung von Windkraftprojekten. Obwohl die Berechnungen auf komplexen Modellen basieren, bleibt die Windenergie aufgrund ihrer Unstetigkeit schwer exakt vorherzusagen, was Herausforderungen für die Praxis mit sich bringt.

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English: performance evaluation / Español: evaluación del rendimiento / Português: avaliação de desempenho / Français: évaluation de la performance / Italiano: valutazione delle prestazioni

Leistungsbewertung bezeichnet im Windkraftkontext die systematische Analyse und Überprüfung der Effizienz und des Betriebs einer Windkraftanlage oder eines gesamten Windparks. Sie misst, wie gut eine Anlage die erwartete Energieproduktion im Vergleich zu den eingesetzten Ressourcen und den theoretischen Möglichkeiten des Standorts erreicht und wie stabil die Anlage über verschiedene Zeiträume arbeitet.

English: Power Factor / Español: Factor de Potencia / Português: Fator de Potência / Français: Facteur de Puissance / Italiano: Fattore di Potenza

Leistungsfaktor im Kontext der Windkraft bezieht sich auf das Verhältnis von Wirkleistung (die tatsächlich genutzte elektrische Leistung, um Arbeit zu verrichten) zu Scheinleistung (die gesamte vom Generator erzeugte Leistung) in einem elektrischen System einer Windkraftanlage. Der Leistungsfaktor ist ein Maß dafür, wie effizient die elektrische Leistung genutzt wird und kann Werte zwischen 0 und 1 (oder 0% und 100%) annehmen, wobei ein Wert von 1 (oder 100%) eine vollständig effiziente Nutzung der elektrischen Energie darstellt.

English: Capacity / Español: Capacidad / Português: Capacidade / Français: Capacité / Italian: Capacità

Leistungskapazität bezieht sich auf die maximale elektrische Leistung, die eine Windkraftanlage oder ein Windpark unter idealen Bedingungen erzeugen kann. Sie wird in der Regel in Megawatt (MW) gemessen und ist ein wichtiger Indikator für die Effizienz und den Beitrag einer Windkraftanlage zur Energieversorgung.

English: Performance curve / Español: Curva de rendimiento / Português: Curva de desempenho / Français: Courbe de performance / Italiano: Curva di prestazione

Verschiedene Leistungskennlinien sind nicht unbedingt kompatibel, so dass Leistungs­kennlinien­korrekturen vorgenommen werden sollten.

English: Power Coefficient / Español: Coeficiente de Potencia / Português: Coeficiente de Potência / Français: Coefficient de Puissance / Italiano: Coefficiente di Potenza

Leistungskoeffizient im Kontext der Windkraft, auch als Betz'scher Koeffizient oder Betz-Grenze bekannt, ist eine Kennzahl, die das Verhältnis der aus dem Wind gewonnenen mechanischen Leistung zur Leistung des anströmenden Windes beschreibt. Dieser Koeffizient gibt an, welcher Anteil der kinetischen Energie des Windes maximal von einer Windkraftanlage in nutzbare mechanische Energie umgewandelt werden kann. Der theoretische Höchstwert des Leistungskoeffizienten liegt bei 59,3 %, bekannt als Betz-Limit.