Windenergienutzung. mit großen und kleinen Anlagen Windenergie In den Bundesländern Ende Nennleistung MW Und Anzahl

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1 Windenergienutzung mit großen und kleinen Anlagen Walter Eggersglüß Energieberater Windenergie In den Bundesländern Ende 2012 Nennleistung MW Und Anzahl Quelle: BWE 1

2 Neuerrichtungen 2012 in einigen Bundesländern und Offshore Quelle: BWE 2

3 Leistungsberechnung für Windkraftanlagen P = c p * ½ r * A R * v W ³ c p = Leistungsbeiwert (max. 0,59) r = Luftdichte in kg/m³ A R = durchströmte Rotorfläche in m² v w = Windgeschwindigkeit in m/s Steigerung in Leistung und Effizienz: Entwicklung der Anlagentechnik bis heute Marktübliche Windenergieanlagen: Nennleistung 500 kw kw 6x Rotordurchmesser 40 m => m² 113 m => 1,0 ha 2,8 => 8x Nabenhöhe 50 m m 1,8-2,8x Ertrag 1,0 Mio. kwh/a 7-12 Mio. kwh/a 7-12x Volllaststunden h/a h/a bis 2x 3

4 Aufbau einer Gondel - mit Getriebe Aufbau einer Gondel - getriebelos 4

5 80 m über Grund 5

6 Turbulenzen vor und hinter Windhindernissen WEA können nur laminare Strömung nutzen Vergleich von WEA-Leistungskurven 3-MW-Klasse Leistung in kw ,2MW / 114m-Rotor / m² 3,4MW / 104m Rotor / m² Wind in m/s 6

7 3,2MW / 114m-Rotor / 94m Nabenh. 3,4MW / 104m Rotor / 98m Nabenh. Mehr Nabenhöhe = höheres Windangebot = mehr Stunden mit höheren Windgeschwindigkeiten kwh/a Jahresstromproduktionsvergleich WEA bei 150m Gesamthöhe und 6,18 m/s in 100m ,4MW / 104m Rotor / 98m Nabenh. 3,2MW / 114m Rotor / 93m Nabenh MWh/a MWh/a Wind m/s 7

8 WINDINDEX SH 2012 im Vergleich zu den Vorjahren Streubereich einzelner Monate in Prozent der Jahresproduktion 25 % Mittelwerte Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Windindex S-H von Mittel SH Westküste Binnenland Ostküste

9 Wirtschaftlichkeit Windenergie So rechnen sich 2014 WEA unterschiedlicher Dimensionierung am 80%-Standort Maximale Gesamthöhe 150m WEA-Kennwerte Nennleistung in kw Rotordurchmesser in m Rotorkreisfläche in m² Nennleistung in W je m² Rotorfläche Nabenhöhe in m Standortqualität 80% 80% durchschnittliche Windgeschwindigkeit m/s in 6,15 m/s 6,05 m/s Nabenhöhe Vollaststunden kwh/jahr und m² Rotorfläche Stromproduktion in kwh/jahr Wirtschaftlichkeit Windenergie ib 2014 Rotorkreisfläc he in m² Stromproduktion in kwh/jahr Gesamte Investition in Euro Spez.Investition in Euro/kWh.a 0,74 0,70 Kosten in Euro je Jahr Nutzungsdauer in Jahre Zinsen (4 Prozent/2) Abschreibung 5 % Betriebskosten in ct je Kilowattstunde und Jahr 2,50 2,50 Betriebskosten in Euro pro Jahr Jahreskosten in Euro (Gesamt) Jahreskosten (in Cent je Kilowattstunde) 7,68 7,43 Einspeisevergütung in Cent je Kilowattstunde (EEG) ib SDL 9,14 9,14 Jahreserlöse in Euro Jahresüberschuss

10 Wirtschaftlichkeit Windenergie ib 2015 Rotorkreisfläche in m² Stromproduktion in kwh/jahr Gesamte Investition in Euro Spez.Investition in Euro/kWh.a 0,74 0,70 Kosten in Euro je Jahr Nutzungsdauer in Jahre Zinsen (4 Prozent/2) Abschreibung 5 % Betriebskosten in ct je Kilowattstunde und Jahr 2,50 2,50 Betriebskosten in Euro pro Jahr Jahreskosten in Euro (Gesamt) Jahreskosten (in Cent je Kilowattstunde) 7,68 7,43 Einspeisevergütung in Cent je Kilowattstunde (EEG) ib SDL 8,53 8,53 Jahreserlöse in Euro Jahresüberschuss Spezifische Jahreskosten von Full-Service Paketen 1,80 1,60 1,40 ISP = 1,09 Ct/kWh EPK = 1,03 Ct/kWh 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,

11 Wirtschaftlichkeit Windenergie Windenergieanlagen können bei derzeitiger Vergütung auch an windgünstigen Binnenlandstandorten rentabel betrieben werden In Einzelfallen kann die Kostensituation deutlich von den pauschalen Ansätzen abweichen Sobald Angebote vorliegen, sollte eine detaillierte Liquiditätsanalyse erfolgen Das Windangebot einzelner Jahre kann bis etwa 20% vom Mittelwert abweichen. In windstarken Jahren sind deshalb Rücklagen zu bilden. Selber investieren oder verpachten? Nutzungsvertrag mit Fremdinvestor > Einnahmen entsprechend Nutzungsvertrag > geringes Risiko, evtl. Pachtvorauszahlung > Abstimmung mit weiteren Landeigentümern erforderlich Investition in Windenergieprojekt vor Ort > Einnahmen aus Standort-/ Flächenpacht > Einnahmen aus Beteiligung am Projekt > höheres Risiko durch Planungsvorfinanzierung > höhere Gesamteinnahmen bei gut laufenden Projekten > mehr Akzeptanz vor Ort durch Bürger-Windpark > höhere Wertschöpfung vor Ort > mehr Gewerbesteuer für die Gemeinde 11

12 WP - Planung und Projektierung Vorabklärung Gibt es überhaupt eine Chance auf Realisierung? Abschätzung der Windverhältnisse Windmessung, Berechnung nach Windatlasmethode Praxisergebnisse aus der Region, Windindex berücksichtigen Installierbare Nennleistung und Energieertrag Parkfläche, Netzzugang, Anlagenauswahl (Vergleich) Entwurf des Windparklayouts Standorthöhen, Eigentumsverhältnisse, Nabenhöhen, Zuwegung, Kabeltrassen WP - Planung und Projektierung Genehmigungsrechtliche Aspekte z.b. Bundesimmissionschutzgesetz, Landesbauordnung Ökologische Auswirkungen von Windkraftanlagen Gutachten zu Aspekten des Tier- und Pflanzenschutzes Schallimmissionsgutachten, Schattenwurfgutachten Denkmalschutz, Landschaftsbild Wirtschaftliche Aspekte Investitionskosten, Finanzierung, Betriebskosten Vergütungshöhe, Schwankungen im Windangebot, Lebensdauer der Windenergieanlage 12

13 Bürger-Windpark Was ist das? - interessierte Bürger bilden eine Interessengemeinschaft - keine Pachtverträge mit einer Planungsgesellschaft - Ortsansässige übernehmen Vorplanung (bilden oft GmbH) - GmbH schließt Pachtverträge mit Landeigentümern - Planer arbeiten im Auftrag der GmbH - Gründung GmbH & Co KG - Landeigentümer und weitere Bürger als Kommanditisten - Kommanditisten aus Gemeinde > Amt > Kreis Fraunhofer-Institute für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES Excel-Programm Small Wind Turbine Yield Estimator 13

14 Wirtschaftlichkeit von KWEA Prüfung des Windangebotes am Standort Ermittlung der Jahresstromproduktion der KWEA Gesamtkosten inklusive aller Nebenkosten (Investition) Lebensdauer der Anlage (20 Jahre?) Finanzierung der Investition (Kreditlaufzeit + Zinsansatz) Betriebskosten (Versicherung, Wartung, Reparatur, etc.) Verwertung des erzeugten Stroms (Eigenverbrauch) Kennwerte: > Investition in Euro / kwh und Jahr > Betriebskosten in Cent je kwh >>> Maximal wirtschaftliche spezifische Investition >>> Maximale Investkosten WEA bei 7 % Kapitalkosten / Jahr (20 a Lebensdauer, Zins 4 % / 2) max.invest.euro/kwh/a 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 2,27 1,60 0,93 2,13 2,00 1,47 1,33 0,80 0,67 0,00 3,0 4,0 5,0 Betriebskosten in Ct/kWh 20 Ct/kWh 15 Ct/kWh 10 Ct/kWh 14

15 Windenergie und Baurecht BauGB 35 Bauen im Außenbereich (1) Im Außenbereich ist ein Vorhaben nur zulässig, wenn öffentliche Belange nicht entgegenstehen, die ausreichende Erschließung gesichert ist und wenn es 1. einem land- oder forstwirtschaftlichen Betrieb dient und nur einen untergeordneten Teil der Betriebsfläche einnimmt, 2. Sonstige Vorhaben können im Einzelfall zugelassen werden, wenn ihre Ausführung oder Benutzung öffentliche Belange nicht beeinträchtigt und die Erschließung gesichert ist. Windenergie und Baurecht WEA dient landwirtschaftlichem Betrieb, wenn nachgewiesen wird, dass Windstrom überwiegend dem privilegiertem Vorhaben zugute kommt. Raumbedeutsamkeit wird geprüft (Unterordnung) Optische Zuordnung zum Betrieb, da Nebenanlage Nebenanlagen i.d.regel bis 50m Gesamthöhe möglich Mindestabstand zum Nachbarwohnhaus 3 x Höhe Technische Nachweise sind immer erforderlich Zertifizierung bietet gute Grundlage 15

16 Entscheidungshilfen Standortprüfung auf Windangebot u. Genehmigungsfähigkeit Ermittlung der Jahresproduktion auf den Standort bezogen Hersteller bietet garantierte Leistungskurve Versicherbarkeit und Wartungsvertrag klären Anbieter macht Komplettangebot (schlüsselfertig) Nachlässe bei Eigenleistungen eindeutig festlegen Referenzen befragen Rentabilität bei vorhandenen Randbedingungen prüfen 16