Wie viel kostet ein windkraftrad?
Wie viel kostet ein windkraftrad?

Wie viel kostet ein windkraftrad?

Wie viel kosten Windkraftanlagen?

Windräder sind teuer. Sehr teuer. Aber obwohl die Anschaffungskosten hoch sind, sind sie so gebaut, dass sie ihre Anfangsinvestition langfristig amortisieren, da sie im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen kontinuierlich Strom ohne Inputs erzeugen. Doch die Windkraftbranche befindet sich noch in der Lernphase. Die Kosten sind hoch, weil Windkraft neu ist.

Die Massenproduktion von Windkraftanlagen ist weniger als ein Jahrzehnt alt. Ingenieure lernen immer noch, welche Materialien das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis erzielen und wie sie die Lebensdauer ihrer Turbinen am besten erhalten und verlängern können. Darüber hinaus wirken sich die aktuellen Preise von Rohstoffen wie Stahl und Kupfer auf die Kosten aus, die schwanken können.
Die Kosten werden auch vom Standort beeinflusst, da der Arbeitspreis und die Verfügbarkeit von Materialien die Kosten für den Bau eines Windparks drastisch beeinflussen können, umso mehr, wenn Sie Steuern, staatliche Anreize und Zölle berücksichtigen.

Industrielle Windkraftanlagen

Große Windturbinen, die für Onshore- und Offshore-Windparks gebaut werden, können etwa 2 bis 3 MW erzeugen, während die bedeutendsten Offshore-Turbinen bis zu 12 MW Strom erzeugen können. Sie waren teuer. Während die Kosten variieren, liegen sie im Allgemeinen bei etwa 1 Million US-Dollar pro MW.

Die Gesamtkosten einer durchschnittlichen Turbine können zwischen 2,5 und 4 Millionen US-Dollar liegen, obwohl große Offshore-Turbinen mehrere zehn Millionen kosten können. Beispielsweise kostet die Herstellung und Installation der leistungsstärksten 12-MW-Windkraftanlage bis zu 400 Millionen US-Dollar. Die Kosten für Windkraftanlagen im Versorgungsmaßstab lassen sich in drei Kategorien einteilen: Herstellung, Transport und Installation sowie Betrieb und Wartung.

Forscher arbeiten ständig daran, die Kosten zu senken. Beispielsweise können neue Materialien die Herstellungskosten senken und gleichzeitig die Haltbarkeit und das Gewicht erhöhen, was zu niedrigeren Transportkosten führt. Infolgedessen sind die Kosten für Windenergie im Versorgungsmaßstab in den letzten zehn Jahren dramatisch gesunken, aber in den letzten Jahren hat ein Anstieg der Edelmetallpreise dazu geführt, dass die Kosten für Windkraftanlagen leicht gestiegen sind.

Viele sind noch skeptisch, ob sich die hohen Anfangsinvestitionen in Windkraftanlagen lohnen. Obwohl Windenergie erst seit kurzem profitabel ist, sind staatliche Zuschüsse und Steuererleichterungen noch erforderlich, um Anreize für Investitionen zu schaffen. Trotz der wirtschaftlichen Komplexität ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass es bei erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft nicht um Profit geht; Es geht um eine nachhaltigere Zukunft.

Herstellung

Die Herstellung der Windkraftanlage macht mit rund 70 % den überwiegenden Teil der Gesamtkosten aus. Die Kosten richten sich nach Größe, verwendeten Materialien und Herkunftsland. Die Windkraftanlagenkomponenten werden separat hergestellt und können an verschiedenen Orten erfolgen. Jedes Element erfordert spezialisierte Ingenieure für die Blätter und das Getriebe. Der Turm ist am einfachsten zu bauen, obwohl er immer noch einen erheblichen Teil der Kosten ausmacht. Die Herstellungskosten bestehen hauptsächlich aus Lohn und Rohstoffen.

Rotorblätter

Schaufeln machen etwa 20 % der Gesamtkosten der Turbine aus. Der Preis variiert je nach Größe und verwendeten Materialien. Blätter werden entweder mit Glasfaser oder einem Hybrid aus Glas- und Kohlefaser hergestellt. Während Glasfaserblätter geringere Materialkosten haben, erfordern Hybridblätter weniger Arbeit. Infolgedessen ist der Preisunterschied zwischen den beiden am Ende vernachlässigbar.

Größere Auswirkungen auf den Preis hat die Größe der Klingen. Bei einer durchschnittlichen Windkraftanlage kann ein einzelnes Blatt etwa 150.000 US-Dollar kosten. Schaufeln für noch größere Turbinen können jeweils über 500.000 Dollar kosten. Allein die Materialkosten machen etwa die Hälfte der Gesamtkosten pro Blatt aus. Wenn man bedenkt, dass die meisten Windkraftanlagen drei Blätter haben, können wir sagen, dass der gesamte Rotor zwischen 500.000 US-Dollar für durchschnittliche Turbinen und weit über 1 Million US-Dollar bei größeren Modellen kostet.

Generator & Getriebe

Die Gondel beherbergt den Generator, das Getriebe und die Geschwindigkeitsbremsen. Das Getriebe, die Achsen und die Antriebswelle sind ebenfalls im Inneren untergebracht. Hier wird der Strom erzeugt. Die Generatorkomponenten machen etwa 35 % der Gesamtkosten der Turbine und über 50 % der Herstellungskosten aus. Das Getriebe ist das kritischste Teil der Turbine und muss langlebig, zuverlässig und mit Präzisionstechnik hergestellt werden.

Obwohl Windturbinen relativ minimalistisch sind, ist das interne Getriebe komplex. Sie sind für eine Lebensdauer von etwa 25 Jahren ausgelegt, erfordern jedoch aufgrund der Anzahl beweglicher Teile die meiste Aufmerksamkeit. Durch Temperaturschwankungen und Lastwechsel kann das Getriebe reißen und brechen. Unter Umständen müssen im Laufe der Lebensdauer mehrere Funktionen ausgetauscht werden, bis hin zum Ausfall des gesamten Getriebes. Das Getriebe macht einen großen Teil der Service- und Wartungskosten der Windenergieanlage aus.

Turm

Der Turm und der Giermechanismus machen etwa 15 % der Gesamtkosten einer Windkraftanlage aus. Höhere Gebäude kosten mehr in der Herstellung in Bezug auf Material- und Arbeitskosten, führen jedoch zu niedrigeren Preisen pro kW, da sie die Windgeschwindigkeiten in großer Höhe nutzen können. Das aktuelle Ziel ist es, die Kosten für die Erhöhung der Turmhöhe zu senken, die von der Innovation neuer Materialien abhängt. Gewalztes Stahlrohr ist derzeit das gängigste Material. Allerdings sind neue Designs mit höheren Betonturmbasen und Gitterstahl sowie Space-Frame-Designs in Arbeit.

Die typische 1,5-MW-Turbine ist etwa 80 m hoch, obwohl einige bis zu 140 bis 160 m hoch werden können. Eine Verdoppelung der Höhe des Turms erfordert eine Verdoppelung des Durchmessers und eine Vervierfachung der Materialmenge im Turm. Die Kosten für das Gebäude liegen bei etwa 200 $/kW. Die Preise für eine 1,5-MW-Turbine können etwa 300.000 US-Dollar landen, während Türme für größere Turbinen über 1 Million US-Dollar kosten können.

Transport & Installation

Der Transport macht etwa 3 % bis 8 % der US-Windenergiekosten aus. Die Preise steigen mit zunehmender Turbinengröße, und die Kosten steigen sogar noch weiter, wenn das Installationsgebiet abgelegen ist, da Zufahrtsstraßen und Infrastruktur gebaut werden müssen. Windkraftanlagen können per Bahn, Schiff oder Lkw transportiert werden, manchmal auch mit einer Mischung aus allen dreien.

Die Kosten umfassen Kraftstoff, Arbeitskosten, Lagerung, Hafengebühren und Zölle und können je nach Herkunftsland, Bestimmungsort, Transportmittel und politischem Klima stark variieren. Denken Sie auch daran, dass verschiedene Turbinenkomponenten möglicherweise separat hergestellt werden, was die Transportkosten erhöht, da einige Teile weiter vom Bestimmungsort entfernt hergestellt werden als andere.

Der Transport einer einzelnen Windkraftanlage erfordert ein Jahr strenger logistischer Planung und zehn separate Ladungen. Schaufeln sind am schwierigsten zu transportieren, insbesondere bei riesigen Turbinen. Sie sind übergroße Lasten und erfordern beim Transport per LKW besondere Aufmerksamkeit.

Unaufmerksame Fahrer neigen dazu, direkt darunter zu fahren, wenn sie über der Ladefläche eines Lastwagens hängen, was die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls erhöht. Die Kosten für den Transport einer einzelnen Windkraftanlage für eine kurze Strecke liegen zwischen 30.000 und 40.000 US-Dollar. Langstreckentransporte können 100.000 US-Dollar pro Turbine übersteigen.

Die Installationskosten drehen sich um die Montage und den Bau der Turbine. Kranmieten können bis zu 80.000 USD pro Tag kosten, was insgesamt 100.000 bis 150.000 USD pro MW entspricht. Aber zuerst muss das Fundament gebaut werden. Die Kosten für das Fundament hängen von der Höhe des Turms, dem Gewicht von Generator und Rotor sowie den Bodenverhältnissen am Standort ab.

Turbinenfundamente können zwischen 8 und 20 LKW-Ladungen Beton erfordern, was bis zu 250.000 US-Dollar pro Turbine ausmachen kann, wenn Sie Grabungs- und Konstruktionsarbeiten einbeziehen. Außerdem können Zufahrtsstraßen bis zu 25.000 US-Dollar pro Viertelmeile kosten – je abgelegener der Standort, desto höher die Kosten für den Bau von Straßen.

Der Standort eines Windparks kann sich stark auf die Kosten auswirken. Während beispielsweise eine Windkraftanlage in Europa oder den Vereinigten Staaten etwa 1 Million US-Dollar pro MW kosten kann, können Turbinen, die in Ländern wie Brasilien installiert werden, bis zu 500.000 US-Dollar pro MW kosten.

Nach der Errichtung müssen die Turbinen an das Stromnetz angeschlossen werden. Die Infrastruktur für die elektrische Verteilung umfasst den Transformator an der Turbinenbasis, unterirdische Verkabelung, Umspannwerke und Strommasten. Transformatoren kosten zwischen 15.000 und 50.000 US-Dollar pro Turbine, und die Drähte, die im Inneren der Turbine verlaufen, kosten etwa 20.000 US-Dollar. Die Preise können je nach Standort und Größe des Windparks zwischen 40.000 und 200.000 US-Dollar oder mehr liegen.

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