Zusammenfassung der Windmessungen. Bürgerinitiative gegen Windkraft Im Stenges

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1 Bürgerinitiative gegen Windkraft Im Stenges

2 Inhalt 1. Standort der Messungen Grundlagen der Beurteilung Verwendete Messtechnik Auswertung der Messergebnisse des 20 m Mastes Auswertung der Messergebnisse des 60 m Mastes Direkter Vergleich der beiden Mastmessungen Messung der Vertikalwindgeschwindigkeit Hauptwindrichtung Verteilung der Windgeschwindigkeit Leistungskurve der geplanten Windkraftanlagen Fazit

3 1. Standort der Messungen Die Bürgerinitiative (BI) hat mit nicht unerheblichem finanziellen Aufwand seit dem eine mittlerweile sechs Monate andauernde, kontinuierliche Messung der Windgeschwindigkeiten vorgenommen. Seit wurde ein zusätzlicher 60 m Mast aufgestellt. Da die erzielten Messergebnisse beider Masten übereinstimmen wurde der 20 m Mast mittlerweile abgebaut. Der 60 m Mast führt nach wie vor Messungen durch. Die SODAR Messung die der Planer offenbar durchführen lässt, ist mit einer wesentlich größeren Messungenauigkeit behaftet als unsere Mastmessungen, da es sich dabei um ein akustisches Verfahren handelt. Dazu kommt, dass die Messung hinter einem Waldstück vorgenommen wird, das die Hauptwindrichtung abschirmt und zusätzliche Verwirbelungen erzeugt. SODAR Messung 20 m Mast 60 m Mast 3

4 2. Grundlagen der Beurteilung Die Beurteilung der gemessenen Windgeschwindigkeiten als unzureichend basiert auf den vorliegenden Beschlüssen der Regionalversammlung sowie den geplanten Regelungen des Landesentwicklungsplans Hessens der noch in diesem Sommer beschlossen werden soll. Im Entwurf zur Änderung des Landesentwicklungsplanes Hessen 2000 nach 8 Abs. 7 HLPG, beschlossen durch die Hessische Landesregierung am heißt es unter 3.2 Z3 a): Kriterien für die Ermittlung der Vorranggebiete zur Nutzung der WindenergieZur Erfüllung der Vorgabe (Z1) sollen die Gebiete herangezogen werden, die Windgeschwindigkeiten in 140 m über Grund von mindestens 5,75 m/s aufweisen; Uns liegt weiterhin ein Schreiben des Hessischen Ministerpäsidenten Bouffier vor, in dem er darauf hinweist, dass er die Regierungspräsidenten gebeten hat diese Grenzwerte bereits jetzt in Genehmigungsverfahren zur Grundlage der Festlegungen in kommunalen Bebauungsplänen zu machen. Wie die folgenden Auswertungen zeigen, liegen die Messwerte am Stenges wesentlich unter diesen bereits anerkannten Mindestanforderungen. 4

5 3. Verwendete Messtechnik Die Messungen wurden mit professionellen Messgerätschaften durchgeführt. Im Einzelnen handelt es sich dabei um: 20 Meter hoher Messmast mit Thies First Class Messgeräten, Thies Anemometer und Thies Windrichtungsgeber. Weiterhin wird noch der Luftdruck gemessen. 60 Meter hoher Messmast mit Thies First Class Messgeräten, Thies Anemometer und zusätzlichem Vertikalanemometer. Die Messergebnisse werden auf einem digitalen Datenlogger der Campbell gespeichert, der regelmäßig ausgelesen wird dabei werden die Messwerte alle 10 Minuten per Mittelwertbildung über diesen Zeitraum gespeichert. Im Januar wurde zusätzlich eine Referenzmessung mit einem Galion LIDAR Messgerät der Firma SgurrEnergy zum Verifizieren der Hochrechnung auf 150 Meter und einer weiteren Turbulenzmessung durchgeführt. Alle Messergebnisse wurden von Fachleuten ausgewertet und nach anerkannten Regeln der Technik aufbereitet. 5

6 4. Auswertung der Messergebnisse des 20 m Mastes Im Messzeitraum vom bis zum ergibt sich eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von 2,38 m/s auf 20m über Grund. 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, :00: :50: :40: :30: :20: :10: :00: :50: :40: :30: :20: :10: :00: :50: :40: :30: :20: :10: :00: :50: :40: :30: :20: :10: :00: :50: :40: :30: :20: :10: :00: :50:00 Dieses Ergebnis ist wie unten zu sehen hochzurechnen auf die geplante Nabenhöhe von 110 m unter Berücksichtigung der sog. Rauhigkeitslänge, die die Geländebeschaffenheit in die Rechnung miteinbezieht. D.h. wir sehen hier eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit über die letzten 6 Monate von 3,45 m/s auf 110m und 3,59 m/s auf 140 m. Dies ist 2,2 m/s bzw. ~40% unter der im LEP genannten Mindestgeschwindigkeit auf 140 m Nabenhöhe bezogen. 6

7 5. Auswertung der Messergebnisse des 60 m Mastes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :20 Dieses Ergebnis ist ebenfalls hochzurechnen auf die geplante Nabenhöhe von 110 m unter Berücksichtigung der sog. Rauhigkeitslänge, die die Geländebeschaffenheit in die Rechnung miteinbezieht. Hier sehen wir bei 3,39 m/s auf 60 m über Grund eine hochgerechnete Windgeschwindigkeit auf der geplanten Nabenhöhe von 110 m von 3,8 m/s und 3,96 auf 140 m. Dies ist 1,79 m/s bzw. ~30% unter der im LEP genannten Mindestgeschwindigkeit. 7

8 6. Direkter Vergleich der beiden Mastmessungen Der Unterschied zwischen dem Ergebnis der 20 m Mast Messung und der hier vorliegenden Messung des 60 m Mastes lässt sich durch die unterschiedlichen Messzeiträume erklären. Während am 20 m Mast insgesamt sechs Monate gemessen wurde, liegen momentan erst etwas mehr als sechs Wochen mit dem 60 m Mast vor. Vergleicht man die Messwerte des kleinen mit dem Großen Mast über die letzten vier Wochen direkt, so ist festzustellen, dass der Unterschied zwischen dem Ergebnis des 20 m Mastes hochgerechnet auf 60 m und der Messung des 60 m Mastes lediglich 1% beträgt. D.h. über längere Zeit nährt sich auch der Durchschnittswert beider Messungen immer mehr einander an. Die Ergebnisse des 20 m Mastes sind also für den Gesamtzeitraum stichhaltig : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :50 Großer Mast 60m Mittelwert 3, : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :20 Kleiner Mast 20m Mittelwert 2,

9 7. Messung der Vertikalwindgeschwindigkeit Neben der Messung der horizontalen Windgeschwindigkeit führen wir auch eine Messung der vertikalen Turbulenzen am 60 m Mast durch. Diese vertikalen Turbulenzen sind Verwirbelungen die zum einen die Effizienz der Windkraftanlagen schmälert und vor allem eine zusätzliche mechanische Belastung für die Anlagen darstellt die zu erhöhtem Verschleiß führt, was wiederum höhere Wartungsaufwendungen bzw. eine kürzere Lebensdauer bedeutet : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :51 Hier ist zu sehen, dass eigentlich beständig Turbulenzen und Scherwinde zwischen 2 m/s und in Spitzen bis 7 m/s auftreten. 8. Hauptwindrichtung Hier ist die Auswertung der Windrichtungen grafisch festgehalten. Die einzelnen Linien des Spinnennetzes bezeichnen den prozentualen Anteil der Richtung aus der der Wind weht. NNW20,0% N NNO NW 15,0% NO WNW 10,0% 5,0% ONO W 0,0% O Datenreihen1 WSW OSO SW SO SSW S SSO 9

10 9. Verteilung der Windgeschwindigkeit Um die tatsächliche Auswirkung der Windgeschwindigkeit auf die Leistungsfähigkeit einer Windkraftanlage zu beurteilen ist neben den einzelnen Windgeschwindigkeiten über der Zeit und sich daraus ergebenden Durchschnittsgeschwindigkeiten, auch die Häufigkeitsverteilung der einzelnen Geschwindigkeitsklassen maßgeblich. Es ist offensichtlich, dass einzelne kurze Zeiten in denen hohe Windgeschwindigkeiten herrschen über ein Jahr gesehen weniger wünschenswert sind als durchgängig niedrigere aber dafür stetig anliegende Windgeschwindigkeiten, die wesentlich über der Mindestgeschwindigkeit liegen, bei der die betreffende Anlage anläuft. Aufgrund der Leistungscharakteristik der Anlagen, die bei höheren Windgeschwindigkeiten wesentlich effektiver arbeiten als bei niedrigen kann man nicht einfach die Fläche unter der Kurve der Windgeschwindigkeitsverteilung als Maß verwenden, vielmehr muss eine Gewichtung der einzelnen Geschwindigkeitsklassen abhängig von der jeweiligen Anlagenleistung erfolgen. Die BI hat nun über sechs Monate an Messwerten vorliegen. In der Grafik oben ist Windgeschwindigkeiten horizontal und deren prozentualer Anteil vertikal aufgetragen. die Verteilung der Quelle: Enercon Wind nachzuführen und die Leistungselektronik betriebsbereit zu halten. Aus der Grafik oben ist ersichtlich, dass es im Messzeitraum gar keine Windgeschwindigkeiten über 14,5 m/s gegeben hat. Sieht man sich die Leistungsdaten der Enercon E 92 in der Grafik rechts an, so wird erst ab dieser Geschwindigkeit die volle Leistung erbracht. Prozentual am häufigsten treten Windgeschwindigkeiten zwischen 1,0 und etwa 3,0 m/s auf. Bei diesen Werten laufen die Anlagen bestenfalls gerade erst an darunter verbrauchen Sie Energie um die Rotoren dem Unabhängig von der Durchschnittsgeschwindigkeit lässt sich also festhalten, dass auch bei einer detaillierten Betrachtung der Häufigkeit, der Stenges denkbar schlechte Voraussetzungen für Großwindkraftanlagen bietet. 10

11 10. Leistungskurve der geplanten Windkraftanlagen Die vom Planer genannte Anlage Enercon E 92 hat laut Herstellerunterlagen folgende Leistungskennlinie: Quelle: Enercon Der Einfachheit halber hier eine tabellarische Übersicht welche Leistung eine solche Anlage bei welcher Windgeschwindigkeit abgibt: Nimmt man also großzügig aus unseren Messergebnissen nach oben aufgerundet eine Windgeschwindigkeit von 4 m/s an, so würde eine dieser Anlagen am Stenges im Schnitt 98,2 kw leisten. Bei drei geplanten Anlagen also 294,6 kw. Um das Ganze zu veranschaulichen; ein handelsübliches Bügeleisen hat eine Leistungsaufnahme von etwa 2500W = 2,5 kw. Das heißt, dass man mit der erzeugten Durchschnittsleistung von 294,6 kw also etwa 117 Bügeleisen in Birkenau betreiben kann! Quelle: Enercon 11

12 11. Fazit Unabhängig von den unter Punkt 2 genannten Regelungen sind die gemessenen Windgeschwindigkeiten auch angesichts der Leistungskurve der geplanten Anlagen (siehe Punkt 10. Und 11. dieser Ausführungen) nicht ausreichend; weder für den wirtschaftlichen Betrieb der Anlagen noch die Gemeinde Birkenau rechnerisch oder gar tatsächlich in signifikantem Maß mit Strom zu versorgen. Die Messungen im Zeitraum 16. November 2012 bis Mai 2013 ergeben für den wichtigsten Parameter, die Windgeschwindigkeit, eine Mittelwert von ca. 3,7 m/s in der projektierten Nabenhöhe von ca. 110 m. Eine Auswertung der Verteilung der gemessenen Windgeschwindigkeiten ergibt ebenfalls, wie unter Punkt 10 dieser Ausführungen gezeigt, kein anderes Bild. Detaillierte Berechnungen zeigen hier, dass die geplanten Windräder an 55% der Tage eines Jahres stillstehen und keinerlei Strom erzeugen würden. D.h. jeder objektive Betrachter kann aus den vorliegenden Daten nur die Schlussfolgerung ziehen, dass sowohl aus wirtschaftlicher Sicht, als auch aus Sicht der Energiewende oder des Umweltschutzes der geplante Windpark sinnlos ist. 12