- Hohe Nabenhöhen erhöhen die Wirtschaftlichkeit -

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1 Zuverlässige Windgutachten für Nabenhöhen auch oberhalb von 130 m - Hohe Nabenhöhen erhöhen die Wirtschaftlichkeit Windenergietage, November 2010, Bad Saarow Dipl.-Ing. (FH) Peter H. Meier,

2 TÜV SÜD IS Wind Cert Services Akkreditiertes Prüflaboratorium gemäß DIN EN ISO/IEC 17025:2005 Messungen des Windpotentials mittels meteorologischer Messeinrichtungen Ermittlung des Windpotentials und Bestimmung des Energieertrages 60%-Referenzertrag-Nachweis gemäß Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Bestimmung der natürlichen Umgebungs- Turbulenz, der charakteristischen und effektiven Turbulenz Bestimmung der Extremwinde Berechnung der Schattenwurfimmission Berechnung der Schallimmission Abteilung:

3 Gesamthöhe der WEA [m] Größenentwicklung der WEA 250 Entwicklung der Anlagenhöhen Nabenhöhe [m] Rotorradius [m] Abteilung:

4 Leistungsentwicklung von WEA Jahresenergieertrag [MWh] Jahresenergieertrag [MWh] Abteilung:

5 Fragestellungen Windprofil Energieertrag Turbulenzintensität, wechselnde Lasten Extremwinde, Höchstlasten Wirtschaftlichkeit Standsicherheit Abteilung:

6 Windprofil Windprofil h [m] 400 R² = m Aufgezeichnete Messdaten der WM Fehlerhafte Werte / Ausreißer Datenfilterung Fit-Funktion / Trendlinie Fallbeispiel 100 m, v = 7.63 m/s Fallbeispiel 160 m, v = 8.56 m/s m v [m/s] Abteilung:

7 Energieertrag h [m] 400 Energieertrag m 100 m R² = Aufgezeichnete Messdaten der WM Fehlerhafte Werte / Ausreißer Datenfilterung Fit-Funktion / Trendlinie Fallbeispiel 100 m, E = 6'859 MWh/a Fallbeispiel 160 m, E = 8'767 MWh/a E [MWh/a] Abteilung:

8 Turbulenzintensität h [m] 400 Turbulenzintensität m 100 m R² = Aufgezeichnete Messdaten der WM Fehlerhafte Werte / Ausreißer Datenfilterung Fit-Funktion / Trendlinie Fallbeispiel mit 100 m, Iv = 10.9% Fallbeispiel mit 160 m, Iv = 8.5% Iv Iv [%] [%] Abteilung:

9 Extremwindprofil Extremwindprofil h [m] 400 R² = m Aufgezeichnete Messdaten der WM Fehlerhafte Werte / Ausreißer Datenfilterung Fit-Funktion / Trendlinie Fallbeispiel mit 100 m, v_50 = 30.1 m/s Fallbeispiel mit 160 m, v_50 = 32.9 m/s m v [m/s] Abteilung:

10 Fazit Windgeschwindigkeiten nehmen mit der Höhe zu Energieertrag nimmt bis zu einer definierten Höhe zu Turbulenzintensität nimmt mit der Höhe ab Extremwinde nehmen nur leicht zu Abteilung:

11 Wirtschaftlichkeit Starkwindstandort Schwachwindstandort H v E im Jahr Iv v_ H v E im Jahr Iv v_ Preise angenommen Wartung, Instandhaltung, Reparatur 110 m Mio Logistik, Verkehr, Eigenstrombedarf, etc. 140 m Mio Verluste (Netz, Durchleitung, Umrichter, etc.) H im Jahr in 20 Jahren ROI in Jahre Ausschüttung % % H im Jahr in 20 Jahren ROI in Jahre Ausschüttung % % Abteilung:

12 Erhöhung der Zuverlässigkeit Verbesserung der Datengrundlage Modellverbesserungsmaßnahmen Erfahrungsaustausch Abteilung:

13 Zuverlässigkeit Windmessmast Windmessungen mittels Messmast: Vorteile: - als Erstmessung für akkreditierte Gutachten zugelassen - verschiedene Ausführungen: Rohrmasten (teleskopierbar), Gittermasten, Hybridmasten (Bild) - Höhen bis zu 140 m - Nachteile: Baugenehmigung notwendig bei hohen Messhöhen 140 m teurer und aufwendiger Aufbau (Kran, Hubschrauber) evtl. Messbeeinflussung durch Masten Abteilung:

14 Zuverlässigkeit SODAR-Messung SODAR: Vorteile: direkte Messung des Windprofils mit einer Auflösung von 20 Höhenmetern möglich kompakte Bauweise, auf Anhänger transportierbar keine Baugenehmigung notwendig keine Messbeeinflussung durch Masten - Nachteile: Ergebnisse nicht als Erstmessung für akkreditierte Gutachten verwendbar Messgeräusch hörbar teure Geräteanschaffung bzw. Miete mind. 120V Stromversorgung notwendig Diebstahlanfällig Störanfällig bei Hintergrundgeräuschen stark abnehmende Verfügbarkeit mit steigender Messhöhe Abteilung:

15 Zuverlässigkeit LIDAR-Messung LIDAR: Vorteile: kompakte Bauweise, mit PKW transportierbar keine Baugenehmigung notwendig keine Messbeeinflussung durch Masten vollständige, dreidimensionale Abtastung eines Atmosphärenbereichs möglich relativ hohe Übereinstimmung mit Mastmessung möglich - Nachteile : Messfehler nimmt mit Wolkenbedeckung stark zu Aufwändige Datenverarbeitung Nicht als Erstmessung für akkreditierte Gutachten zugelassen hohe Kosten (ca. 2 x Kosten SODAR) Diebstahlanfällig Temperaturproblematik Technologie neu und noch nicht zertifiziert Abteilung:

16 Zuverlässigkeit WindSim und WAsP Orographische Analyse Expertenanalyse Modellanalyse Abteilung:

17 Zusammenfassung Vorteile: Höhere Energieerträge, höhere Ausschüttungen Geringere Turbulenz Extremwinde nehmen kaum zu Neue Erschließungsgebiete, wie Wald- und Schwachwindstandorte Nachteile: Abwurfweiten von Eis nehmen zu Schattenwurfimmission nimmt zu, weitet sich aus Akzeptanzproblematik 2/3 Messhöhenkriterium führt zu höheren Kosten Kipphöhe / Reglementierte Gesamthöhe Abteilung:

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Windgutachten / Windparkzertifizierung Peter H. Meier Tel.: +49 (0) peter-h.meier@tuev-sued.de Wind Cert Services Ludwig-Eckert-Straße Regensburg Deutschland windenergy@tuev-sued.de Abteilung: