01 Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee. Wind Energy in Cold Climates IEA Wind Task 19

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Oswalda Hochberg
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1 IEA Wind Task 19 Andreas Krenn (Energiewerkstatt, Friedburg) 01 Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee 1

Windenergie in Österreich Status 31.12.2010 625 Windturbinen 1.

2 Windenergie in Österreich Status Windturbinen MW installierte Leistung 2,34 TWh Stromerzeugung pro Jahr 3 % des österreichischen Strombedarfs Windressourcen in Österreich 3 3 V med 5,5-6,0 m/s 7 V med 5,5 6,5 m/s V med 6,5 7,0 m/s 10 V med 6,0-7,5 m/s 2

Spezifischer Windenergieertrag in Österreich 1200 Eastern Region (106 WT) Northern Region

910 843 1042 501 686 6 863 460 73 35 990 812 499 639 861 900 961 602 74 45 907 525 660 915

2 MW / 100 m Nabenhöhe 6 x VESTAS V 90 / 2 MW 105 m Nabenhöhe Seehöhe: 970 1.020 m.a.s.l.

3 Spezifischer Windenergieertrag in Österreich 1200 Eastern Region (106 WT) Northern Region (14 WT) Pre-Alpine Region (23 WT) Alps (13 WT) [kwh/m²] Windpark Sternwind 1 x VESTAS V 80 / 2 MW / 100 m Nabenhöhe 6 x VESTAS V 90 / 2 MW 105 m Nabenhöhe Seehöhe: m.a.s.l. Energieertrag: 31 GWh / Year Info: Beheiztes und unbeheiztes Anemometer 3

01 Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task 19 03 Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee Eckdaten - IEA Task 19 Cold Climate: Standorte mit Vereisungsbedingungen

Erfahrungen auszutauschen: - Entwicklung, Bau und Betrieb von Windenergieprojekten in Gebieten mit niedrigsten Temperaturen und häufigen Vereisungsereignissen Ziel:

4 01 Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee Eckdaten - IEA Task 19 Cold Climate: Standorte mit Vereisungsbedingungen und/oder niedrigsten Temperaturen außerhalb der standardmäßigen Betriebslimits von WKA Zusammenarbeit zwischen Ländern und Organisationen mit dem Ziel, Informationen und Erfahrungen auszutauschen: - Entwicklung, Bau und Betrieb von Windenergieprojekten in Gebieten mit niedrigsten Temperaturen und häufigen Vereisungsereignissen Ziel: Risiko-ik und ddamit itkostenminimierung i i für Windenergieerzeugung in Cold Climate Beginn 2001, dzt. Laufzeit Homepage: Photo: Pöyry Finland 4

5 Mitgliedsländer Country Contracting party Company Representative Finland TEKES Technical research centre of Finland Esa Peltola / Tomas Wallenius Norway Kjeller Vindteknik Kjeller Vindteknik Lars Tallhaug Sweden Energimyndigheten WindREN AB Göran Ronsten Switzerland Swiss Federal Office of Energy Meteotest René Cattin USA NREL NREL Ian Baring-Gould Canada Natural lresources Canada Natural Resources Canada Antoine Lacroix Federal Ministry for the Environment, Nature Germany Conservation and Nuclear Safety Austrian Federal Ministry Austria for Transport, Innovation, and Technology Fraunhofer IWES Energiewerkstatt Michael Durstewitz Andreas Krenn Marktanteil von Cold Climate? In nstallations per year [MW] Other areas OECD Pacific Asia Europe Americas Forecast Source: BTM World Market Update, MAKE Consulting 5

6 Geschätzter Markt für Windenergie in Cold Climate Annual installatio ons [M W Offshore (BTM Estimate) Offshore (Siemens estimate) Onshore Cold Climate (IEA Task 19) 2008 Onshore Cold Climate (IEA Task 19) 2010 Der geschätzte Anteil der jährlichen Cold Climate Installationen beträgt in etwa 5 15% (konservativ) der gesamten Installationen in US, Kanada, Europa und China 2014 werden geschätzte MW in Cold Climate errichtet Der Markt ist unterteilt in Niedrigste Temperaturen und Vereisungsklimate Herausforderungen Technisch: z.b. Grad der Marktreife von Anti- und Enteisungstechnologien Wirtschaftlich: h z.b. Unsicherheiten h it in der Ertragsprognose, zugehörige Risken, kommerzielle Rentabilität von neuen Technologien Rechtlich: z.b. Behördenauflagen (bis zur Genehmigungsverweigerung) für WKA in vereisungsgefährdeten Gebieten Vielfältige R&D Projekte in den Partnerländern, die darauf abzielen, das Risiko und damit die Realisierungskosten von Windenergieprojekten in Cold Climates zu senken 6

Zielsetzung für die laufende Periode (2009 2012) 1.

Sammeln von Erfahrungen mit der Vorhersage von Vereisungsereignissen 3.

Neue Erfahrungen mit Anti- und Enteisungstechnologien 5.

Verbessertes Verständnis hinsichtlich der Risken und Vermeidungsmaßnahmen durch Eisabwurf 7.

7 Zielsetzung für die laufende Periode ( ) 1. Berechnung von Vereisungskarten zur Erleichterung der ersten Projektschritte 2. Sammeln von Erfahrungen mit der Vorhersage von Vereisungsereignissen 3. Neue Ansätze für Ertragsprognosen von Cold Climate Standorten 4. Neue Erfahrungen mit Anti- und Enteisungstechnologien 5. Initiieren einer Marktstudie für Windenergie in Cold Climate 6. Verbessertes Verständnis hinsichtlich der Risken und Vermeidungsmaßnahmen durch Eisabwurf 7. Bewertung der Signifikanz von zusätzlichen Lasten infolge Eisansatz auf den Turbinen 8. Revision der gegenwärtigen Richtlinien und Empfehlungen Foto: Pöyry Finland Oy and Kjeller Vindteknikk Publikationen Dzt. Aktualisierung der Publikationen Dokumente sind verfügbar auf der IEA Task 19 Homepage at 7

8 01 Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee Windpark Moschkogel (Mürzzuschlag, Steiermark) Moschkogel Graz 8

Turbinen: 5 x ENERCON E 70 / 2.3 MW / 65 m Nabenhöhe Seehöhe: 1.640 1.680 m Durchschnittswindgeschwindigkeit in NH: 7.

400 MWh / year Vereisungshäufigkeit: ~ 10% Technische Daten Windpark Moschkogel ENERCON Blattheizung Evaluierung von zwei

Rotorblattes entlang der Leading Edge. Aus Sicherheitsgründen wurde eine Niederspannungsversorgung gewählt.

9 Turbinen: 5 x ENERCON E 70 / 2.3 MW / 65 m Nabenhöhe Seehöhe: m Durchschnittswindgeschwindigkeit in NH: 7.4 m/s Prognostizierter Energieertrag: MWh / year Vereisungshäufigkeit: ~ 10% Technische Daten Windpark Moschkogel ENERCON Blattheizung Evaluierung von zwei unterschiedlichen Systemen Elektrische Heizungselemente im Blattinneren Verwendung von elektrischen Heizwiderständen innerhalb des Rotorblattes entlang der Leading Edge. Aus Sicherheitsgründen wurde eine Niederspannungsversorgung gewählt. Heizung gduc durch Zirkulation uato von Warmluft innerhalb des Blattes: Die Warmluft wird an der Blattwurzel erzeugt und entlang von Zirkulationstunneln an der Leading Edge weitergeleitet. ENERCON GmbH Bild oben: Thermographie des Rotorblattes vor und nach dem Einschalten der Blattheizung 9

10 Evaluierungsansatz Eisansatz am Rotorblatt wird bei ENERCON Anlagen über die Leistungskurvenmethode Leistungskurvenmethode detektiert Das Monitoring der Rotorblattheizung basiert auf den 10min Daten, die direkt von der WKA aufgezeichnet werden (Windgeschwindigkeit, Temperatur, produzierte Leistung, Statusdaten) Keine zusätzlichen Messungen (Luftdruck, Luftfeuchte, Eisansatz) Die Berechnung der Ertragsverluste wurde anhand eines Soll-/Ist-Vergleiches der produzierten Leistung durchgeführt Betriebsdaten (Beispiel) Jänner 2008 Code No.7: Code No.6: No Code: Code No.7: Standstill by icing Maintainance or failure Reduced Power Standstill by icing 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 kwh/10min-theo WKA 1 IST Key 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :30 10

11 Technische Verfügbarkeit mit und ohne Vereisung Verfügbarkeit WP Moschkogel 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50, % 86.8% 93.7% 97.8% Winter 06/07 Winter 07/08 Winter 08/09 Winter 09/10 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 lt. Incl. energiewicing erkstatt lt. Without Scada (Enercon) Icing Sep 06 Okt 06 Nov 06 Dez 06 Jan 07 Feb 07 Mrz 07 Apr 07 Mai 07 Jun 07 Jul 07 Aug 07 Sep 07 Okt 07 Nov 07 Dez 07 Jan 08 Feb 08 Mrz 08 Apr 08 Mai 08 Jun 08 Jul 08 Aug 08 Sep 08 Okt 08 Nov 08 Dez 08 Jan 09 Feb 09 Mrz 09 Apr 09 Mai 09 Jun 09 Jul 09 Aug 09 Sep 09 Okt 09 Nov 09 Dez 09 Jan 10 Feb 10 Mrz Windenergie in Österreich 02 IEA Wind Task Forschungsaktivitäten in Österreich 04 Resümee 11

Zusammenfassung der wesentlichen Eckpunkte Sehr großes Marktpotential für Windenergie in Cold Climates Das

Notwendige Zusatzinvestitionen werden meist nicht getätigt Technologien von Cold Climate Anwendungen noch in der

Berücksichtigung der zusätzlichen Anforderungen an Turbinen infolge Cold Climate Anwendungen im

langsamen Fortschritt bei der Technologieentwicklung KONTAKT: Andreas Krenn Energiewerkstatt Telefon: +43 7746 28212

12 Zusammenfassung der wesentlichen Eckpunkte Sehr großes Marktpotential für Windenergie in Cold Climates Das wirtschaftliche Risiko resultierend aus Windenergieprojekten in Cold Climate wird meist zu niedrig eingeschätzt. Notwendige Zusatzinvestitionen werden meist nicht getätigt Technologien von Cold Climate Anwendungen noch in der Entwicklungs-/ Erprobungsphase und bis dato nur in sehr geringem Umfang kommerziell verfügbar Bisher keine Berücksichtigung der zusätzlichen Anforderungen an Turbinen infolge Cold Climate Anwendungen im Zertifizierungsprozess Windturbinen werden in Cold Climate Gebieten gebaut und weiterhin gebaut werden unabhängig vom langsamen Fortschritt bei der Technologieentwicklung KONTAKT: Andreas Krenn Energiewerkstatt Telefon: März, Foto: IEA Lars Vernetzungstreffen Tallhaug, Kjeller (Wien) Vindteknikk, Fermeuse wind farm in St John s New Founland, Canada 12

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