Energiewende in Deutschland
Das Ziel der Energiewende in Deutschland war eine wirklich dezentrale Energieversorgung. Durch finanzielle Anreize im EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) führte die Energiewende zu regional verteilten wirtschaftlich arbeitenden Einspeiseeinrichtungen. Das bedeutete für Windkraftanlagen eine Maximierung von Rotorblattdurchmessern mit immer höheren Masten. Heute liegen die Spitzenleistungen an Land bei 6MW Leistung und über 200m Gesamthöhe. Zur Aufnahme der Strommengen bei gutem Wind benötigt man starke Netze.
Folgen für die Verbraucher
Um möglichst alle Mengen des mit Großkraftanlagen erzeugten Stroms zu nutzen, werden die vorhandenen Strom-Netze angepasst und neue Strom-Netze gebaut. Den Verbrauchern steht eine komplexe Strom-Netz-Infrastruktur zur Verfügung. Diese Komplexität hat allerdings seinen Preis. Der Deutsche Industrie- und Handelskammertag schätzt in seinem Faktenpapier Strompreise in Deutschland 2017 die notwendigen Investitionen in die deutschen Stromnetze von 2016 bis 2025 auf ca. 121 Milliarden €. Diese Kosten müssen über die Strompreise erwirtschaftet werden. Daher sind steigende Endverbraucherpreise zwangsläufig.
Chancen für die Verbraucher
Eigenstromerzeugung ist eine Chance der Preisentwicklung zu entgehen. Rechtzeitige Investitionen in Eigenstrom-Erzeugungsanlagen ist ein Schritt in eine energetische und finanzielle Unabhängigkeit. Windfloh14 ist ein langlebiges Produkt und eine dauerhafte Investition in Richtung Autarkie. Um die Windkraftanlage Windfloh14 können weitere grüne Stromerzeuger wie Photovoltaik, Mini-Biomasse und Wasserkraft gekoppelt mit robusten Speichern für dauerhaft kalkulierbare Kosten in der Energieversorgung sorgen.
Vorteile des patentierten Windflohsystems
Bei Photovoltaik-Anlagen ist eine Systemstabilität vorhanden, die Investitionen in wartungsfreie Anlagen erlaubt. Ein Problem der kleinen Windkraftanlagen war bisher der hohe Wartungsaufwand. Windfloh verfolgte von Anfang an die Absicht, eine Hochertragsanlage anzubieten, die nahezu wartungsfrei ist. Um dieses Ziel zu erreichen, musste zunächst die Zahl der Komponenten in der Gondel radikal reduziert werden. Da aber trotzdem eine Windnachführung und eine Andrehhilfe zur Nutzung von Schwachwinden vorhanden sein muss, war ein völlig neuer Aufbau der Gondel notwendig. Durch eine vertikale Anordnung von zwei Generatoren an einem Differentialgetriebe werden alle Anforderungen erfüllt. Legt man jetzt die Gondel auf 30 Jahre wartungsfreien Betrieb aus, rechnet man mit 0,1 Prozent Ausfallwahrscheinlichkeit pro Jahr. Eine Standard-Gondel besteht aus etwa 30 Bauteilen. Die Windfloh-Gondel besteht aus nur vier Bauteilen (Getriebe, Generatoren, Kopf-Lager, Azimut-Lager)
Vergleich des Ausfallrisikos
Berücksichtigt man, dass die Generatoren keine eigenen Lager benötigen und im Getriebe gelagert sind, reduziert sich das theoretische Ausfallrisiko der Windfloh-Gondel auf 9% in 30 Jahren. Es bleiben das Getriebe, das Azimut-Lager und das Kopflager als kritische Komponenten, die ausfallen könnten. Hier verwendet Windfloh besonders hochwertige Komponenten und geht von einem Ausfallrisiko von Null in 30 Jahren aus. Durch die gegenläufigen Generatoren heben sich die sonst anfallenden Resonanzen in der Gondel und im Turm auf, dadurch verringert sich die Belastung aller Bauteile. Aufgrund dieses Effekts kann man ohne hin von einer mindestens um den Faktor 1,5 steigenden Betriebslaufzeit ausgehen.
Ertragspotential
Windfloh14 wird mit einem 5,15m Rotorblatt auf einem 24m-Mast angeboten. Damit erreicht diese Anlage 83m² Windangriffsfläche bei 24,7m Nabenhöhe.
Berechnet mit dem Fraunhofer Ertragsrechner ergeben sich Jahreserträge von 25.000kWh bis 55.000kWh. Die Jahresdurchschnitts-Windgeschwindigkeit wird hierbei auf 10m Höhe gemessen. Bei einem küstenfernen Standort mit 4m/s Jahresdurchschnittsgeschwindigkeit wird die Windfloh14 in 30 Betriebsjahren 900.000kWh erwirtschaften. Bei geschätzten Gesamtkosten von mindestens 135.000€* einschließlich Genehmigungskosten und Herrichtung der Außenanlage um die Windkraftanlage und einer Förderung von maximal 40% ergibt sich eine Gesamtinvestition von ungefähr 80.000€. Damit wird der Strom für unter 10€C je kWh erzeugt. Steuervorteile und Zinsen heben sich auf und wurden nicht berechnet.
*= basierend auf Stahlpreis vom Januar 2022
Bei einer Investition von ca. 135.000€ erwirtschaftet die Anlage zwischen 219tsd € und 549tsd € je nach Jahresertrag, Steigerung der Stromkosten und Eigenverbrauch.
Gesamtrentabilität des Systems Windfloh
Es kommt bei einer Betrachtung der Gesamtwirtschaftlichkeit darauf an, wieviel Strom der Investor selbst verbraucht. Bei 100% Eigenverbrauch erwirtschaftet die Anlage bei 4m/s und einem Strompreis von 0,25€ 7.500€ im ersten Jahr. Diese Summe erhöht sich auf 12.000€ im letzten Betriebsjahr. In der gesamten Betriebszeit von 30 Jahren erwirtschaftet die Anlage 290.400€. Bei 4,5m/s Jahresdurchschnittswind erhöht sich der Betrag auf 416.000€.
Mit Abnahme des Eigenverbrauchs reduziert sich das Gesamtergebnis. Selbst bei 70% Eigenverbrauch erwirtschaftet die Anlage einen sicheren Überschuss. Letztendlich beeinflusst die Entwicklung des Strompreises das Gesamtergebnis maßgeblich.