Offshore-Windkraftanlagen

Eine Windkraftanlage wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um, indem sie die Kraft des Windes nutzt. Die Drehung der Rotorblätter bringt einen Generator in Bewegung, der nach dem gleichen Prinzip wie ein Wechselstromgenerator funktioniert. Die abgegebene Leistung ist proportional zur Drehgeschwindigkeit.

Eine Windkraftanlage erzeugt eine erhebliche Menge Strom, die dazu beiträgt, einen großen Teil oder sogar den gesamten Verbrauch an Bord auszugleichen. Unabhängig vom Monat des Jahres liefert die Windkraftanlage eine bedeutende Energie. Die Produktion ist naturgemäß in den Wintermonaten höher, wenn mehr Wind weht. Die Windenergie ergänzt somit auf natürliche Weise die Solarenergie, die in den Sommermonaten mehr Energie liefert.

Es gibt zwei Haupttypen von Offshore-Windkraftanlagen

Horizontale Windkraftanlagen

Die auf einer horizontalen Achse arbeitenden Windkraftanlagen sind die häufigsten und vor allem die leistungsstärksten. Für eine beträchtliche Windenergieproduktion sind Rotorblätter mit einem großen Durchmesser (etwa ein Meter) erforderlich. Kleinere Windkraftanlagen sind in der Regel für die Erhaltung der Batterieladung vorgesehen. Die Aerogen-Windkraftanlagenreihe deckt alle Bedürfnisse ab (die Version 2 produziert 1,3A bei 20 Knoten und ermöglicht so die Erhaltung der Batterieladung, während die Version 4 einen durchschnittlichen Verbrauch an Bord mit einer Produktion von etwa 6A bei 20 Knoten ausgleicht, schließlich bietet die Version 6 für Reisen in völliger Autonomie etwa 10A bei 20 Knoten). Eine weitere leistungsstarke Windkraftanlage, die D400, kann alle Verbraucher an Bord versorgen, sie wurde speziell entwickelt, um bei niedrigen Windgeschwindigkeiten einen hohen Strom zu liefern (sie liefert 91 Ampere pro Tag bei nur 9 Knoten Wind). Schließlich gibt es kombinierte Hydrogeneratoren/Windkraftanlagen DuoGen, eine interessante Lösung für lange Überfahrten vor dem Wind, wenn der relative Wind fehlt, kann man die Windkraftanlage in wenigen Sekunden in einen Hydrogenerator umwandeln (siehe unser Dossier 'Hydrogenerator') und sie ins Wasser tauchen. Die Leistungen dieser Kombigeräte sind sowohl als Windkraftanlage als auch als Hydrogenerator hervorragend und gleichen problemlos alle Verbraucher an Bord aus.

Vertikale Windkraftanlagen

Auch wenn sie einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen (siehe Datenblatt vertikale Windkraftanlagen ATMB), haben sie den Vorteil, dass sie sich sehr einfach im Mast montieren lassen, der Platzbedarf ist minimal, sie stellen keine Gefahr dar, das Risiko einer Verwicklung mit einer Leine ist sehr gering. Außerdem können sie auch bei Sturm weiterdrehen, da bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit überschüssige Luft in Form von Wirbeln über der Windkraftanlage abgeführt wird. Sie werden in der Regel zur Erhaltung der Batterieladung verwendet (das kleine Modell liefert 0,6A bei 15 Knoten, während das große bei gleicher Geschwindigkeit 1,5A erzeugt), außerdem ist es nicht notwendig, einen Laderegler hinzuzufügen, da die Spannung nicht über 12,8V steigt, was eine erhebliche Einsparung darstellt.

Schließlich, um die Windenergie voll auszuschöpfen, muss besonders geachtet werden auf:

• den Standort für die Installation, um Gefahren zu vermeiden (Rotorblätter fern von Leinen und Köpfen der Besatzung),

die grundlegenden Montagevorschriften, um Lärmbelästigungen zu vermeiden,

• die Regelung, um ein vollständig autonomes System zu haben.

Standort und Montage einer Windkraftanlage auf einem Boot

In der Regel arbeitet die Windkraftanlage besser abseits der Segel und in einer bestimmten Höhe. Der hintere Rahmen ist daher ein bevorzugter Standort. Es muss jedoch auch darauf geachtet werden, dass sie nicht über den Solarpaneelen hängt (wegen der Schatten). Es gibt viele Befestigungskits, die auf Ihre Bedürfnisse abgestimmt sind.

Die häufigste Kritik an Windkraftanlagen ist der Lärm, der oft durch eine schlechte Montage oder ein minderwertiges Produkt verursacht wird.

Es gibt zwei Arten von Lärm:

• Aerodynamische Geräusche (hängen von der Windturbine ab).
• Mechanische Geräusche (hängen von der Montage ab).

Aerodynamische Geräusche entstehen durch das Entweichen der Luft an den Hinterkanten der Rotorblätter. Um diese Geräusche zu vermeiden, sollte man Windturbinen bevorzugen, die ihre Drehgeschwindigkeit begrenzen (je schneller sie sich drehen, desto lauter sind sie).
Die mechanischen Geräusche stammen entweder von der inneren Reibung der rotierenden Achsen oder von den Vibrationen, die vom Mast auf das Boot übertragen werden.

Die internen Reibungen können durch regelmäßige Wartung (Schmierung, Festziehen, Reinigung) beherrscht werden. Was die Vibrationen betrifft, so können sie stark gedämpft werden, wenn der Mast auf Silentblöcken montiert ist.

Trotzdem ist eine Windkraftanlage immer eine leichte Lärmquelle, wenn sie sich dreht. Denken Sie beim Ankern an die Nachbarn und stoppen Sie die Flügel, zumindest nachts, wenn Ihre Batterien nicht zu stark entladen sind.

Elektrischer Anschluss:

Der elektrische Anschluss ist sehr einfach, da nur zwei Kabel angeschlossen werden müssen. Da die Leistung einer Windturbine variabel ist, muss ein Regler verwendet werden, um eine Überladung der Batterien zu vermeiden oder um die verfügbare Energie optimal zu nutzen (außer bei einigen vertikalen Windturbinen, die keinen Spannungsregler benötigen). Je nach Modell sind die Regler entweder in die Windturbine integriert oder extern. Im ersten Fall erfolgt der Anschluss direkt an die Batterien, im anderen Fall erfolgt der Anschluss am Regler. Dieser Mechanismus ermöglicht es beispielsweise, ein Gerät (typischerweise die Beleuchtung) zu versorgen, wenn die Batterien vollständig geladen sind. So wird überschüssige Energie vermieden.

Speicherung und Nutzung der erzeugten Energie:

Die Speicherung erfolgt in einer oder mehreren Batterien (siehe auch auf unserer Website: Wie wählt man eine Batterie / Anschluss der Batterien / Auswahl der Kabel für Batterien).

Hinweis: Falls erforderlich, wandelt ein Wechselrichter den Gleichstrom (12V oder 24V) der Batterien in Wechselstrom (220/230V) um.