DStGB-Dokumentation N° 111 - Repowering-Kommunal

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Nabenhöhe in m
160
140
120
100
80
60
40
20
0
v(z) = v(zr) In(z / z Rauhigkeitslänge z0 = 0,1 m
0)
In(zr / z0) © DEWI GmbH 2012
5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 7,2
140
120
100
50 m
5,59 m/s
Logarithmisches
Windprofil
Windgeschwindigkeit in m/s
Abbildung 5:
Zunahme der Windgeschwindigkeit mit steigender Höhe (Beispiel: logarithmisches
Windprofil für den EEG-Referenzstandort) – (Quelle: DEWI GmbH)
Höhe, m
80
60
40
20
250 kW
∅ 26 m
1990
∅ = Rotordurchmesser
500 kW
∅ 40 m
1995
1500 kW
∅ 70 m
2000
Jahr der Errichtung
2.1.1 Steigerung von Nenn leistung und
Stromproduktion
100 m
2000 kW
∅ 80 m
2005
Die Nennleistung der Windenergie anlagen hat sich seit
Mitte der 1990er-Jahre etwa vervierfacht. Die jährliche
Stromerzeugung einer 2 MW-Anlage erreicht rund das
Fünffache einer Anlage der 600 kW-Klasse.
Dabei erzeugen moderne Windenergieanlagen
wesentlich effizienter Strom als frühere Anlagengenerationen.
Die Hersteller bieten auf dem deutschen Markt
praktisch nur noch Windenergieanlagen mit verstellbaren
Rotorblättern und variabler Drehzahl an. Anders
als bei vielen Anlagen der 600 kW-Klasse kann damit
vor allem bei geringen Windgeschwindigkeiten eine optimierte
Energieeinspeisung erreicht werden.
Die Steigerung der Nennleistung einer Windenergieanlage
ist nur bei einer Vergrößerung der sogenannten
6,65 m/s
Abbildung 6: Größenentwicklung der Windenergieanlagen seit 1990
(Quelle: DEWI GmbH)
Nabenhöhe
3000 kW
∅ 100 m
2012
„Rotorkreisfläche“ möglich. Die
Rotorkreisfläche ist die von den
Rotorblättern überstrichene Fläche,
auf der die Windenergie
„geerntet“ wird. Der Einsatz großer
Rotorblätter erfordert andererseits
hohe Türme, damit ein
ausreichender Abstand der
Blattspitzen zur Gelände oberfläche
sichergestellt wird.
2.1.2 Vergrößerung von
Anlagenhöhe und
Rotor durchmesser
In größeren Höhen herrschen
günstigere Windbedingungen mit
höheren Windgeschwindigkeiten
und gleichmäßigerer Strömung,
da die Einflüsse von Geländestruktur
und Bodenrauig kei ten
mit zunehmender Höhe deut -
lich abnehmen (s. Abbildung 5).
Windenergieanlagen mit höheren
Türmen können deshalb
auch wesentlich mehr Strom
erzeugen. Erst durch den Einsatz
großer Nabenhöhen und
längerer Rotorblätter konnte
der wirtschaftliche Betrieb von
Windenergieanlagen an Binnenlandstandorten
erreicht werden.
Für den Windenergieausbau in
Deutschland war diese Weiterentwicklung
der Technik von
wesentlicher Bedeutung, da die
Eignungs- und Vorranggebiete für die Windenergie in
den windreichen Küstenregionen zunehmend bebaut
sind.
Aufgrund der großen Rotorblattlängen und Turmhöhen
unterscheiden sich moderne Windenergieanlagen
deutlich von den Dimensionen früherer Anlagengenerationen.
Abbildung 6 veranschaulicht die technologische
Entwicklung anhand typischer Größen-Klassen, die seit
Anfang der 1990er-Jahre den Markt bestimmt haben.
Dem um ein Vielfaches höheren Beitrag zu Stromerzeugung
und Klimaschutz sowie der langsameren Drehbewegung
steht die größere Sichtwirkung der großen
Bauwerke gegenüber. Darüber hinaus sind Windenergieanlagen
ab 100 Metern Gesamthöhe als Luftfahrthindernis
zu kennzeichnen.
16 Kommunale Handlungsmöglichkeiten beim Ausbau der Windenergie
11 / 2012