Windkraft

Auf diesen Seiten finden Sie alle Fakten die wir von der IG Roßdorf rund um das Thema "Errichtung von 2 Windenergieanlagen (WEA) auf dem Tannenkopf in Roßdorf/Hessen" ausgewertet und recherchiert haben.

 

Desweiteren bieten wir auch sachliche Informationen zu den folgenden Punkten:

 

Ausschlaggebend hierzu waren:

  • Internetseiten von anderen Bürgerinitiativen, aber auch die diversen Gespräche mit Bürgern aus Roßdorf
  • die Konfrontation mit sehr undifferenzierten Sichtweisen in Diskussionen und Foren, bei der eine differenzierte Betrachtung der Windkraftnutzung häufig reflexartig mit dem Befürworten von Atomenergie gekontert wird
  • die ungenaue Angabe von (Leistungs-)Zahlen von Windenergieanlagen, bei der fast immer die Nennleistung als Maßzahl für Windenergieanlagen angegeben, wobei diese erst einmal überhaupt nichts über die tatsächliche Stromproduktion aussagt

Windenergie

Quelle: Wikipedia

Der Wind lässt den Rotor einer Windkraftanlage drehen, die Rotationsbewegung treibt ein Getriebe und damit einen Generator an, der dann Strom erzeugt.

Moderne WEA bestehen in der Regel aus Mast, Gondel, den Rotorblättern, einem Getriebe, der Rotorwelle, dem Generator sowie Steuerfahnen.

Die Aufgabe von Windkraftanlagen ist es, elektrischen Strom aus Wind zu erzeugen. Sie arbeiten überwiegend nach dem Auftriebsprinzip, wobei aerodynamisch geformte Rotorblätter, wie sie auch im Flugzeugbau Verwendung finden, eingesetzt werden. Die Anlagen werden zumeist mit so genannten Horizontalachsenrotoren ausgestattet, die der Windrichtung nachgeführt werden müssen. Sie erfordern die Installation des Generators in der Turmspitze.

Die Menge an produzierter Strom-Leistung wird in kWh beschrieben.
Dabei sind:

1000 KW = 1 MW,

1000 MW = 1 GW und

1000 GW = 1 TW.

 

Die Anlagenteile, mit denen die kinetische Windenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird, benötigen aber ebenfalls Strom, was zu Effizienzverlusten führt. Das beginnt mit der Ausrichtung der Rotoren nach Windrichtung und -stärke und setzt sich fort über das Getriebe, mit dem die Windflügel den elektrischen Generator antreiben und deren beider Wirkungsgrade, bis hin zum Transformator, der die Verbindung zum Netz herstellt.
In der Praxis führt dies zu einem Wirkungsgrad von gerade einmal über 30 Prozent.

Wind, Wind und nochmal Wind

Weibull Windverteilung bei 5,75 m/s Windhöffigkeit, Quelle: Wikipedia

Wind ist nach einem ganz bestimmten Häufigkeitsschema verteilt, das nach dem schwedischen Mathematiker Weibull benannt ist. Man spricht daher von einer Weibull-Verteilung.

 

In dem Diagramm rechts kann man ablesen, wie sich die Windgeschwindigkeit im Verlaufe eines Zeitraums an einem Standort auf niedrige und hohe Windgeschwindigkeiten verteilt. Für diese Verteilung hat sich in der Szene der Begriff Windhöffigkeit eingebürgert. Die Windgeschwindigkeit wird gemessen in Meter pro Sekunde (m/s).

 

 

Das Interessante und im Grunde das Wichtigste bei der gesamten Diskussion um Windkraft und die Effektivität ist die Tatsache, dass die Windgeschwindigkeit in der dritten Potenz in die Berechnung der elektrischen Leistung eingeht. Nachzulesen bei Wikipedia.
Dritte Potenz heißt, dass sich bei einer Verdopplung der Windgeschwindigkeit die elektrische Leistung verachtfacht (2³= 2*2*2 = 8)!
Umgekehrt heißt das aber auch, dass bei nur der Hälfte der ursprünglichen Windgeschwindigkeit nur 1/8 der Leistung erbracht werden kann.

Der Tannenkopf in Roßdorf

Quelle: Kartenausschnitt LEP Hessen 2013 mit ca. Standort WKA

Die Gemeinde Roßdorf liegt in einer sog. Schwachwindzone. Dies wurde im Landesentwicklungsplan Hessen durch den TÜV Süd bestätigt. Lediglich zwei Areale in der Gemeinde Roßdorf weisen Windgeschwindigkeiten von 5,75 m/s auf, die u.U. für die Erzeugung von Energie aus Windkraft geeignet wären. Ein Gebiet ist der Tannenkopf im Gemeindewald von Roßdorf, Richtung Messel, im Naturschutzprojekt "Messeler Hügelland".
Diese Daten basieren aber in keinster Weise auf realen Daten am Standort Tannenkopf, sondern auf Wetterstations-Daten des DWD die mathematisch hochgerechnet wurden.

In Waldgebieten wird außerdem davon ausgegangen, dass die tatsächliche Windgeschwindigkeit
niedriger ausfällt. Als grober Schätzwert kann für ein Waldgebiet davon ausgegangen werden, dass die abgelesene Windgeschwindigkeit real um ca. 0,2 – 0,3 m/s niedriger ausfällt als in den Übersichten angegeben.

Windpotenzialkarte Hessen 2011
Windpotenzialkarte_Hessen_-_Uebersicht_1[...]
PDF-Dokument [984.4 KB]
Windressourcen Karte Darmstadt und Landkreis DA-DI
Auf dieser Karte für den Landkreis Darmstadt-Dieburg sind die Windressourcen ausgewiesen, die vom TÜV Süd seinerzeit gemessen worden sind
Darmstadt_St_LK_Darmstadt_Dieburg.pdf
PDF-Dokument [10.8 MB]
Flächensteckbrief Tannenkopf Roßdorf, Nr. 144
Quelle:
Flächensteckbriefe – Entwurf 2013
Sachlicher Teilplan Erneuerbare Energien
Regionalplan Südhessen
Regionalplan Südhessen/Regionaler Flächennutzungsplan 2010 vom RP Darmstadt, Dez 2013
Flächensteckbriefe_144.pdf
PDF-Dokument [344.0 KB]
Windrichtungsverteilung; Quelle: Windscout App
Weibullverteilung Tannenkopf, Quelle: Windscout App

Auszug aus dem Windpotenzial Bericht Hessen des TÜV Süd:

"Der Windatlas ist allerdings kein Ersatz für ein akkreditiertes Windgutachten, das für einen spezifischen Standort erstellt wird. Ein akkreditiertes Gutachten nach der FGW-Richtlinie ermöglicht bankfähige Aussagen über die Windverhältnisse an einem Standort und ist damit eine wesentliche Voraussetzung für die Finanzierung von neuen Windenergieprojekten."

 

Weiter heisst es in dem Bericht:

"Wald löst jedoch durch seine komplexe inhomogene Eigenschaft starke Verwirbelungen und Turbulenzen im und um den Wald herum aus. Diese führen in der Regel zu einer Windgeschwindigkeitsreduktion, die modellarisch im Windatlas nicht erfasst werden kann, da hierfür eine Einzelbetrachtung durchgeführt werden muss."

Als grober Schätzwert kann für ein Waldgebiet davon ausgegangen werden, dass die abgelesene Windgeschwindigkeit real um ca. 0.2 – 0.3 m/s niedriger ausfällt.


Darüber hinaus sind Abweichungen von bis zu 10% von den rechnerischen Daten  insgesamt durchaus realistisch.
D.h. statt der mittleren Windhöffigkeit von 5,75 m/s können dies auch mal gerne nur 5,2 m/s sein. 10% weniger Wind, Dritte Potenz heisst dann 30% weniger Ertrag!

 

Umso erschreckender ist es, dass auf die Messung der Windgeschwindigkeit vor Ort, vor dem Bau und auch im Bauantrag beim RP kein Wert gelegt wird.
Die tatsächliche Leistung des Windkraftanlage ist jedoch abhängig von der tatsächlichen am Standort vorhandenen Windgeschwindigkeit.

Insofern wäre, so wie ursprünglich von GGEW und der Gemeinde Roßdorf in diversen Veröffentlichungen angekündigt, eine Messung der tatsächlichen Windgeschwindigkeit über einen Zeitraum von 1-1,5 Jahren sinnvoll.

 

In der Gemeinde Birkenau in Hessen hatte die dortige Initiative gegen den Bau von Windenergieanlagen unabhängige professionelle Windmessungen in Auftrag gegeben. Laut der Windpotentialkarte des TÜV Süd wurde in 140 m Höhe dort eine Durchschnittsgeschwindigkeit von  ca. 5,5 -  6 m/s ermittelt und ausgewiesen.
Die Zwischenergebnisse der professionellen Messungen vor Ort
zeigen nach dem windreichen Winterhalbjahr 2012/2013 eine Durchschnittsgeschwindigkeit in 140 m Höhe von gerade einmal 4,04 m/s; an 55% der Tage eines Jahres würde also die Anlage stillstehen!

 

Fazit:

  • Die Windgeschwindigkeit wird in m/s gemessen.
  • Die am Standort Tannenkopf vom DWD anhand Rechenmodellen ermittelten Windgeschwindigkeiten gemäß Windatlas des Landesentwicklungsplans Hessen, betragen im Durchschnitt über das ganze Jahr verteilt 5,75 m/s.
  • Im Dezember 2014 hatte die GGEW die Ergebnisse mit 6,19 m/s präsentiert. Ähnliche Daten wurden schon im Februar 2014 auf der Bürgerversammlung kommuniziert.
  • Die Windgeschwindigkeit beeinflusst überproportional (in der dritten Potenz) die elektrische Leistung!
  • Abweichungen von 10% von den rechnerischen Daten sind realistisch.
  • 10% weniger Wind = 30% weniger Ertrag
  • Es ist in Roßdorf wie an anderen Standorten auch davon auszugehen, dass sich die effektive Windgeschwindigkeit unter den Werten des DWD bewegt, also die Windenergieanlagen deutlich weniger Strom produzieren werden als ursprünglich kalkuliert wurde.

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