Wirtschaftlichkeit Windkraftanlage

Ist eine kleine Windkraftanlage eigentlich wirtschaftlich zu betreiben? Dieser Frage gehen wir im folgenden Projekt nach, das Ihnen die Erstellung einer Wirtschaftlichkeitsanalyse für eine kleine Windkraftanlage, wie sie im Saarland auf privaten Grundstücken oder Häusern installiert werden kann, beispielhaft vorstellt. Es geht also nicht um die Wirtschaftlichkeit der großen Windräder zur Erzeugung von Windenergie, sondern um die Kleinkraftwindanlage, wie sie private Haushalte auf ihren eigenen Grundstücken oder Wohnhausdächern installieren können.

Stromgestehungskosten kleiner Windkraftanlagen

Die nachfolgenden Ausführungen zeigen Ihnen sowohl die Ermittlung der Stromgestehungskosten als auch die anschließende Gegenüberstellung dieser mit den Strombezugskosten auf. Somit können Sie erkennen, ob das Vorhaben der Installation einer kleinen Windkraftanlage (WKA) wirtschaftlich sinnvoll ist.

Die Stromgestehungskosten sind im Rahmen der vorliegenden Betrachtung die Kosten, die aufgrund der Planung, Errichtung und Nutzung einer kleinen WKA zu der eigenen Stromerzeugung entstehen. Einmalige Ausgaben zur Anschaffung sowie periodisch anfallende Kosten werden dem möglichen Energieertrag der Windkraftanlage gegenübergestellt. Hieraus werden die Stromgestehungskosten je Einheit, in dieser Betrachtung in Euro je Kilowattstunde (€/kWh), zu Beginn des Projektes errechnet und in der betrachteten Zeitspanne als konstant angesehen.

Der eigenen Stromerzeugung und der damit verbundenen Kosten werden nun die Strombezugskosten gegenübergestellt. Ein ausschließlicher externer Energiebezug verursacht keine Kapitalbindung und setzt somit auch nicht das Vorhandensein der finanziellen Mittel oder die Kreditwürdigkeit des Haushaltes zur Fremdkapitalaufnahme zu Beginn der Laufzeit voraus. Eine Erhöhung der Strombezugskosten wird in der Regel jährlich durch die Energieversorger angekündigt. Innerhalb der Nutzungsdauer der Kleinkraftwindanlage ist eine Überschreitung der zu Beginn der Betrachtung höheren, jedoch gleichbleibenden Stromgestehungskosten durch die Strombezugskosten einschließlich der Strompreissteigerung, möglich. Die Kosten, die zur externen Stromversorgung anfallen werden, können nach Ablauf der Nutzungsdauer somit einen größeren Betrag als die eigene Stromerzeugung ausweisen. Die Anschaffung einer WKA kann in diesem Rahmen demzufolge wirtschaftlich sein.

Wirtschaftlichkeitsanalyse einer kleinen Windkraftanlage

Die Wirtschaftlichkeitsanalyse kann genutzt werden, wenn Sie die oben beschriebene ökonomische Sinnhaftigkeit des Vorhabens “Installation einer kleinen Windkraftanlage” herausfinden wollen. Die genannten beiden Alternativen, Stromerzeugung oder Strombezug, werden, basierend auf den individuellen Nutzerangaben, miteinander verglichen. Neben einer kostenreduzierten Stromerzeugung bestehen für die Haushalte auch andere individuelle Zielsetzungen. Beispielhaft sei die umweltfreundliche Energieerzeugung mithilfe einer WKA aufzuführen. Gerade vor dem Hintergrund der viel diskutierten Klimapolitik kann die Nutzung von Windenergie für den privaten Haushalt von großer Bedeutung sein. Neben diesen ökologischen und ökonomischen Zielsetzungen ist auch vür viele die steigende Autarkie der Haushalte hinsichtlich der Energieversorgung ein erstrebenswertes Ziel.

Aufbau der Wirtschaftlichkeitsanalyse der Windenergie

Die Wirtschaftlichkeitsanalyse wird mit einem Tool zur Tabellenkalkulation durchgeführt. In diesem Fall gliedert sich die Kalkulation der selbst erzeugten Windenergie in mehrere Abschnitte.

Tool zur Wirtschaftlichkeit Windkraftanlage

Standortanalyse zur Windenergie

Die Zielsetzung des ersten Abschnittes besteht darin, den zur Errichtung der Kleinkraftwindanlage vorgesehenen Standort hinsichtlich des möglichen Energieertrages zu analysieren. Zu Beginn wird dieser auf die grundlegende Eignung zur Errichtung einer WKA betrachtet. Es wird dem Anwender die Abarbeitung einer Checkliste mit bewährten Ansätzen zur erfolgreichen Errichtung einer Windkraftanlage ermöglicht. Diese Checkliste erlaubt dem Nutzer, den Standort zur Errichtung der WKA optimal auszuwählen.

Auf einer größeren Grundstückfläche kann die Beachtung der enthaltenen Grundsätze zwischen dem wirtschaftlichen und dem unwirtschaftlichen Betrieb entscheidend sein. Darin enthalten ist unter anderem die Angabe zur mittleren Windgeschwindigkeit in dem betrachteten Gebiet, in dem die Windenergie erzeugt werden soll. Diese Information kann aus gängigen Windkarten abgelesen und in die vorliegende Wirtschaftlichkeitsanalyse eingetragen werden. Sollte die zur Errichtung empfohlene Mindestgeschwindigkeit bereits hier unterschritten werden, kann eine genauere Betrachtung, die weitere Zeit und finanzielle Mittel zur detaillierteren Standortanalyse beanspruchen wird, verhindert werden. Das Resultat dieses Abschnitts ist eine schnelle und unkomplizierte erste Einschätzung des Standortes zur Errichtung einer WKA.

Windkraftanlage

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Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage

Windmessung als Grundlage der Kalkulation

Im darauffolgenden Abschnitt wird die Windenergie mithilfe einer Windmessung genauer analysiert. Hierdurch wird eine präzisere Aussage zu dem Energieertrag ermöglicht. Benötigt wird dazu die durchschnittliche Windgeschwindigkeit. Zum Erhalt verlässlicher Daten wird ein Zeitraum von einem Jahr zur Windmessung empfohlen. Diese Zeitspanne ist repräsentativ für alle Jahreszeiten und beinhaltet demnach realistische Schwankungen innerhalb der Windgeschwindigkeiten. Die entwickelte Wirtschaftlichkeitsanalyse bietet darüber hinaus die Möglichkeit, diese einzelnen Messdaten auszuwerten. In der Kombination mit den Angaben zu der betrachteten WKA wird der Energieertrag berechnet.

Das Eintragen der Messwerte erfolgt im Blatt „Zusatz_Windmessung“ der Tabellenkalkulation. Die festgestellten Windgeschwindigkeiten werden nun automatisch den entsprechenden Klassen zugeteilt. Anschließend wird die relative Häufigkeit jeder Klasse festgestellt. Gekoppelt mit den anlageabhängigen Daten im nachfolgenden Abschnitt, wird die Windgeschwindigkeit dazu genutzt, um die Energieerträge je Klasse (Klassenerträge) zu bestimmen. Am Ende dieses Abschnittes wird der Energieertrag zu der definierten Anlage am ausgewählten Standort durch Summierung der einzelnen Klassenerträge ausgegeben werden.

Technische und finanzielle Angaben zur Windkraftanlage

Im zweiten Abschnitt wird die vorgesehene Windkraftanlage betrachtet. Technische und finanzielle Angaben werden aus den Datenblättern sowie aus den Angeboten entnommen und in die Eingabefelder der Wirtschaftlichkeitsanalyse eingebracht. Technische Angaben, darunter ist der Rotordurchmesser beispielhaft aufgeführt, werden zur Berechnung des Energieertrags benötigt. Zusätzliche Einflussfaktoren, darunter die Angabe über Systemverluste, mindern den Ertrag und erlauben somit eine wirklichkeitsnahe Interpretation der Wirtschaftlichkeit zum genannten Vorhaben. Das Ergebnis dieses Abschnittes ist der langjährig mittlere Jahresenergieertrag nach Abzug der Systemverluste.

Finanzierung von Windkraftanlagen privater Nutzer

Der dritte Abschnitt behandelt die Finanzen des Projektes. Einführend sind die anlagenabhängigen Kosten sowie die anlagenunabhängigen Kosten (u.a. Kosten für die Genehmigung oder den Netzanschluss) aufgeführt. Zusätzlich sind Angaben über die Herkunft der finanziellen Mittel (Eigenkapital oder Fremdkapital) Grundlage für den Tilgungsplan eines möglichen Kredits. Im Falle einer Fremdkapitalaufnahme gibt dieser Plan Auskunft über die jährlich zu leistenden Zahlungen an den Kreditgeber. Darüber hinaus sind periodisch anfallende Betriebskosten, die zu der Nutzung der WKA anfallen, das abschließende Thema in diesem Teil der Kalkulation. Letztlich ist diese Summe der genannten Positionen dem Energieertrag nun gegenüberzustellen. Dabei erhalten Sie eine Übersicht über die Stromgestehungskosten, sprich die Kosten der eigenen Stromerzeugung je Kilowattstunde. Und gerade sie stellen eine wichtige Kenngröße zur wirtschaftlichen Interpretation des Projektes dar.

Stromgestehungskosten und Strombezugskosten im Vergleich

Die bis dahin erhaltene Information zu den Stromgestehungskosten je Kilowattstunde der selbt erzeugten Windenergie können Sie nun im vierten Abschnitt den Bezugskosten je Kilowattstunde gegenübergestellen. Und dazu sollen Sie neben den Angaben zum Stromverbrauch des Haushaltes sauch Angaben zu der Vergütung der zusätzlich erzeugten Strommenge eintragen.

Die Analyse wird mit der Abgabe einer Empfehlung an den Anwender hinsichtlich der Projektumsetzung abgeschlossen. Und die Errichtung der WKA am betrachteten Standort wird aus ökonomischer Sicht empfohlen, sollte die Summe der Stromgestehungskosten abzüglich der Summe der genannten Einspeisevergütung der überschüssigen Strommenge geringer als die Summe der Strombezugskosten sein. Wie bereits zu Beginn beschrieben, sind auch ökologische Aspekte häufig Bestandteil einer Projektentscheidung. Auch das Interesse an der Technik, deren Planung, Errichtung sowie die Pflege sind oft ein Grund, auch unwirtschaftliche Projekte umzusetzen.

Umsetzung der Wirtschaftlichkeitsanalyse einer Windkraftanlage

Nachfolgend finden Sie ein eBook im pdf-Format für Ihr ganz privates Kostenmanagement, das Ihnen erklärt, wie Sie die Tabellenkalkulation für Ihre eigenen Zwecke nutzen können. Und damit Sie die Vorgehensweise auch leicht verstehen, sind Ihnen bereits Beispieldaten eingetragen. Darüber hinaus steht Ihnen auch die Tabellenkalkulation selbst zur Verfügung. Sie dürfen sie gerne nutzen. Der Autor der Texte ist Jannik Hennen, Studierender im berufsbegleitenden Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen an der htw saar. Er hat sich große Mühe gegeben, Ihnen ein Tool zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit kleiner Windkraftanlagen an die Hand zu geben. Übrigens, Sie erreichen Jannik Hennen über sein Profil bei Linkedin oder bei Xing.

Tabellenkalkulation zur Analyse der Wirtschaftlichkeit der Windkraftanlage: Wirtschaftlichkeitsanalyse einer Windkraftanlage von Jannik Hennen

Erklärung zur Verwendung des Tools zur Wirtschaftlichkeitsanalyse:

Handlungsanweisungen zum Tool zur Wirtschaftlichkeitsanalyse von Windkraftanlagen (Autor: Jannik Hennen)

 

 

Überblick
Wirtschaftlichkeit einer kleinen Windkraftanlage
Titel
Wirtschaftlichkeit einer kleinen Windkraftanlage
Inhalt
Kleine Windkraftanlagen eignen sich für die Erzeugung von Windenergie für den privaten Haushalt auf dem eigenen Grundstück oder Haus. Doch sind sie auch wirtschaftlich zu betreiben? Das können Sie mit einem Tool zur Wirtschaftlichkeitsanalyse selbst herausfinden.
Autor
Tätigkeit
Dozent an der htw saar
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