Wind Energy Use in Germany - Status

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1 Wind Energy Use in Germany - Status Windenergienutzung in Deutschland - Stand C. Ender; DEWI GmbH, Wilhelmshaven English - Deutsch Summary With 1,551 MW newly installed capacity in Germany, the figures forecast for 21 could not be reached. As of , a total of 21,585 wind turbines (WTGS) with a rated power of 27,24 MW were installed (Tab. 1, Figs. 1 and 2). Apart from new installations, also information about wind turbines which are decommissioned and replaced with new ones (repowering) were identified. According to the available information, 14 WTGS with a total installed power of 63 MW were removed in 21 and replaced with 9 WTGS with a total installed power of 25 MW. Compared to the data released to the press in January, there has been some supplementary information concerning repowering in 21 and the years before which has now been included in the statistics. In the offshore area, 12 wind turbines with 5 MW each were erected in the offshore wind farm BARD Offshore 1 (9 km northwest of Borkum in the North Sea) and 21 wind turbines with 2.3 MW in the wind farm EnBW Baltic 1. Altogether, there are now 48 wind turbines operating in the offshore and nearshore area with a total installed capacity of 18 MW. Zusammenfassung Mit MW neu installierter Leistung wurde in Deutschland im Jahr 21 weniger errichtet als erwartet. Somit sind zum Stichtag insgesamt Windenergieanlagen (WEA) mit rund MW installiert (Tab. 1, Abb. 1 und 2). Neben den reinen Neuaufstellungen wurden auch die abgebauten und ersetzten WEA ermittelt (Repowering). Auf Basis der vorliegenden Informationen wurden im Jahr WEA mit einer Leistung von 63 MW abgebaut und durch 9 WEA mit einer Gesamtleistung von 25 MW ersetzt. Gegenüber den im Januar in der Presse ver öffentlichen Daten gab es noch Nachmeldungen beim Repowering für 21 und den Vorjahren, die jetzt mit berücksichtigt sind. Im Bereich Offshore wurden 12 WEA mit jeweils 5 MW im Windpark BARD Offshore 1 (9 km nordwestlich von Borkum in der Nordsee) und 21 WEA mit 2,3 MW im Windpark EnBW Baltic 1 komplett errichtet. Insgesamt sind jetzt 48 WEA mit 18 MW an installierter Leistung Off- sowie Nearshore errichtet worden. 1 The data are based exclusively on manufacturer information. The survey was carried out in December 21/January 211 (Status February 211). The WTGS reported were installed but do not have to be already connected to the grid. Die Angaben basieren ausschließlich auf Herstellerangaben. Die Erhebung wurde im Dezember 21/Januar 211 durchgeführt (Stand Februar 211). Die gemeldeten WEA sind errichtet, müssen aber noch nicht ans Netz angeschlossen sein. 36 DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211

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3 Tab. 1: Tab. 1: Status of wind energy use in Germany Stand der Windenergienutzung in Deutschland 1. Number of WTGS 1. Gesamte Anzahl WEA 2. Installed Capacity, MW 2. Gesamte installierte Leistung, MW Number of WTGS removed and taken into account in 1. A In 1. A berücksichtigte Anzahl abgebauter WEA Capacity (MW) removed and taken into account in 2. A In 2. A berücksichtigte abgebaute Leistung, MW Number of WTGS (repowering) taken into account in 1. A, B In 1. A, B berücksichtigte Anzahl WEA (Repowering) Capacity (repowering, MW) taken into account in 2. A, B In 2. A, B berücksichtigte Leistung (Repowering), MW Number of WTGS (Offshore) taken into account in 1. A, B In 1. A, B berücksichtigte Anzahl WEA (Offshore) Capacity (Offshore, MW) taken into account in 2. A, B In 2. A, B berücksichtigte Leistung (Offshore), MW Average Installed Power, kw/wtgs durchschnittl. installierte Leistung, kw/wea A Status/Stand B Only/Nur , , ,9 63, ,59 24, ,3 18,3 1.26, , second half of the year / zweites Halbjahr first half of the year / erstes Halbjahr accumulated number of units / kumulierte Anzahl der Anlagen Numbe er of Units per Year Anzah hl der Anlagen/Jahr ted Number of Units e Anzahl der Anlagen Accumulat Kumulierte Fig. 1: Abb. 1: Development of the yearly installed and accumulated number of turbines. Entwicklung der jährlich aufgestellten und kumulierten Anzahl von WEA second half of the year / zweites Halbjahr first half of the year / erstes Halbjahr accumulated installed capacity / kumulierte installierte Leistung Capacity per Year, MW rte Leistung/Jahr, MW Installed Installie Accumulated Installed Capacity, MW Kumulierte e install. Leistung, MW Fig. 2: Abb. 2: Development of the yearly and accumulated in stalled power. Entwicklung der jährlichen und kumulierten in stallier ten Leistung DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211

4 Niedersachsen Brandenburg 4.41 Sachsen-Anhalt 3.59 Schleswig-Holstein 3.7 Nordrhein-Westfalen Mecklenburg-Vorpommern Rheinland-Pfalz Sachsen Thüringen Hessen Bayern Baden-Württemberg Bremen Saarland Hamburg Berlin Nordsee Ostsee MW OFFSHORE Inst. Capacity until Inst. Leistung bis New installation in 21 Neuinstallation in Fig. 3: Abb. 3: Regional distribution of wind energy utilisation in Germany. Regionale Verteilung der Wind ener gie nut zung in Deutschland. WTGS installed in 21 In 21 errichtete WEA WTGS pulled down in 21 In 21 abgebaute WEA Repowering in 21 Federal State Bundesland Number of WTGS Anzahl der WEA Installed Capacity Installierte Leistung Average Installed Power per WTGS installierte WEA- Durchschnittsleistung Number of WTGS Anzahl der WEA Installed Capacity Installierte Leistung MW kw MW MW Niedersachsen , ,3 22 1, ,64 Brandenburg ,4 1.89,3 5 2,5 5 1, Schleswig-Holstein ,5 2.24, , , Sachsen-Anhalt , ,6,, Rheinland-Pfalz , ,8 1 1,5 1 7,5 Nordrhein-Westfalen 49 9, ,8 3 3, 3 6,65 Nordsee 12 6, 5.,,, Mecklenburg-Vorpommern 32 57, ,5, 1 2,3 Hessen 27 52, ,7,, Bayern 25 51,8 2.72,,, Ostsee 21 48,3 2.3,,, Sachsen 22 44, ,9,, Thüringen 22 36, ,7,, Saarland 13 28, ,4,, Bremen 12 27, ,7 5 1,5 2 4,5 Baden-Württemberg 8 15, ,5,, Hamburg 2 5, 2.5,,, Berlin,,,, Tab. 2: Regional distribution of WTGS newly erected, pulled down and repowered in 21 Tab. 2: Regionale Verteilung der im Jahr 21 in Deutschland neu errichteten, abgebauten und repowerten WEA Number of WTGS Anzahl der WEA Installed Capacity Installierte Leistung Regional Distribution of Wind Energy Use Fig. 3 and Tab. 2 show how the total capacity installed in Germany is distributed among the federal states, and also the newly installed capacity until the effective date. Among the leading states are Lower Saxony, Brandenburg and Saxony-Anhalt. The columns in Fig. 3 show the cumulative capacity installed by (blue) as well as the newly installed capacity by (orange), which must be added to the previous installation. Apart from the growth rates of the federal states it is also interesting to see in which regions the installations were made. Fig. 4 therefore shows the approximate sites of the new installations in the year 21 in MW, i. e. the more MW were installed in a postal code area, the bigger the coloured dot. The repowering figures are included in the diagram Regionale Verteilung der Windenergienutzung Die Abb. 3 und Tab. 2 zeigen die Verteilung der installierten Gesamtleistung auf die einzelnen Bundesländer sowie die neu hinzu gebaute Leistung zum Stichtag. Zu den führenden Ländern gehören die Bundesländer Niedersachsen, Brandenburg und Sachsen-Anhalt. Die Säulen in Abb. 3 stellen zum einen die installierte Leistung zum dar (blau) und zum anderen die neu installierte Leistung zum (orange), die zu der bisherigen dazu kommt. Neben den reinen Zuwächsen je Bundesland ist es von Interesse, zu sehen, in welchen Regionen die Aufstellungen erfolgten. Die Abb. 4 zeigt daher die ungefähren Standorte der im Jahr 21 neu installierten WEA in MW an, d. h., je mehr MW in einem PLZ/ Ort-Bereich installiert wurden, desto größer ist der farbige DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY

5 Fig. 4: Abb. 4: Regional distribution of the newly installed WTGS in Germany in 21 (in kw) Regionale Verteilung der in 21 neu inst. WEA in Deutsch land (in kw). Fig. 5: Abb. 5: Shares of the inland and coastal states and offshore in the newly installed capaci ty Anteil der Bundesländer im Binnenland, an der Küste und Offshore an der neu installierten Leis tung al states, interior states and offshore in the newly inst. capacity, % sten-, Binnenländer und Offshore an der neu inst. Leistung, % Share of costa Anteil der Küs 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Coastal States / Küstenländer Off-shore Interior States / Binnenländer 8% Coast / Küste (NDS, SH, MVP) Fig. 6: Abb. 6: Percentage of annual development of wind energy use in the different groups of states Prozentualer Anteil am jährlicher Ausbau der Windenergie nutzung in den angegebenen Ländergruppen Share of Annual Installed Capacity, % Anteil an der jährlich installierten Leistung, % 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Inland 1 / Binnen 1 (NRW, SAH, BRA) Inland 2 / Binnen 2 (RPF, S, HE, TH, SA) Inland 3 / Binnen 3 (BW, BAY) Off-shore DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211

6 Wind farm Windpark (Standort der neuen WEA) Federal State Bundesland / Landkreis (KFZ) No. Anz. Dismantled WTGS / Abgebaute WEA kw/wea MW Hub height Nabenhöhe Year Jahr No. Anz. Repowering kw/wea MW Hub height Nabenhöhe Year Jahr Faktor MW neu /MW Abbau Bülkau NDS / CUX ,3 4 m , 6 m 21 4,8 Friedrichskoog SH / HEI 4 4 1,6 36 m k.a , 78 m 21 3,8 Görike BRB / PR 4 5 2, 5 / 53 m 1994/ , 18 m 21 5, Großenwiehe SH / SL 7 6 4,2 5 m 1994/ ,1 98 m 21 2,4 Holtgast-Utgast 1 NDS / WTM ,3 42 m ,5 64 m 29/1 5,1 Osnabrück-Piesberg NDS / OS, Stadt 3 5 1, m , 18 m 21 4, Wremen-Grauwallkanal II NDS / CUX 5 6 3, 42 m ,3 59 m 21 3,4 Werl-Budberg NRW / SO , 6 m ,1 1 m 21 2,1 Hedwigenkoog SH / HEI ,9 3/4/6 m ,3 85 m 21 3,7 Nordstrand SH / NF ,4 3 m ,6 64 m 21 3,4 Elisabeth-Sophien-Koog SH / NF / 3 3,4 28 / 31m ,2 64 m 21 2,7 Kronprinzenkoog SH / HEI ,3 2-6 m ,7 59 / 8 m 21 2,3 Schneebergerhof RH-PF / KIB ,5 67 m ,5 135 m 21 5, Seehausen-Klärwerk HB 4 15,6 3 m , 98 m 21 3,3 Stolberg NRW / AC , 7 m ,6 64 / 65 m 21 2,3 Hoheneggelsen-Leiberg NDS / HI 2 6 1,2 58 m ,1 59 m 21 3,4 Clauen III NDS / PE 2 45 / 1.3 1,8 35 / 68 m 1994/ / ,8 1 / 128 m 21 5, Eggstedt SH / HEI 2 6 1,2 6 m ,1 8 m 21 1,7 Bollingstedt SH / SL 4 15 / 5 1,7 33 / 5 m 199/ ,7 98 m 21 4,1 Damerow-Rollwitz MVP / UER 1 5,5 53 m ,3 98 m 21 4,6 Bremerhaven-Grauwallring HB / BHV 1 9,9 71 m ,5 98 m 21 2,8 Wehren SH / HEI 2 25,5 28 m ,3 64 m 21 4,6 Brunsbüttel (2 von 18 WEA in 211) SH / HEI , m 1994/ , 98 m 21/11 3, , ,6 Leistungszuwachs (MW neu - MW Abbau ) 145,1 Hinweis: Lage und Flächengröße der Standorte von Altanlagen und Neuanlagen können voneinander abweichen. Veränderung Anlagenanzahl -48 DEWI GmbH 211; eigene Recherchen, Stand: Februar 211; Angaben ohne Gewähr und ohne Anspruch auf Vollständigkeit; Tab. 3: Repowering projects 21 (Research done by DEWI; no responsibility is taken for the correctness and completeness of this information) Tab. 3: Repowering-Projekte 21 of Fig. 4 but are not marked separately in a different colour. When looking at the annual installations divided into coastal, inland and offshore areas (Fig. 5), it is obvious that compared to the previous year more WTGS were erected in the coastal areas. One reason for this trend is the repowering which took place mainly in the coastal states (Fig. 5). The share of offshore installations in 21 is approx. 7 %. A more accurate picture is obtained when grouping the federal states in three strips (Fig. 6). Here it becomes obvious that installations in the inland 1 strip have declined heavily compared to the previous year, whereas installations in the coastal areas, offshore and inland 2 have increased. The share of inland 3 installations has remained more or less the same as in the last year. Repowering In comparison with previous years, further repowering projects were identified subsequently which now could be included in the statistics. This has led to a change in the cumulated results of the previous years. Tab. 3 gives an overview of the dismantled and newly installed WTGS of individual projects of the year 21. In Schleswig-Holstein, repowering has actually become the driving force behind the further development of wind energy. More than half of the newly installed capacity in Germany s northernmost federal state was realised within the scope of repowering projects. With a share of almost 75 %, Schleswig-Holstein made the biggest contribution to the nation-wide repowering figures. 79 out of 14 old wind turbines decommissioned in Germany were replaced by modern wind turbines of the 2 MW class in the wind farms of Hedwigenkoog, Kronprinzenkoog, Elisabeth-Sophien-Koog and Brunsbüttel. A prime example Punkt. Das Repowering ist in der Darstellung in Abb. 4 enthalten, es wurde aber nicht durch eine andere Farbe extra ausgewiesen. Bei der Unterteilung der Errichtungen nach Küsten-, Binnenländer sowie Offshore zeigt sich, dass gegenüber dem Vorjahr wieder mehr Anlagen an der Küste errichtet wurden. Grund hierfür ist u. a. das Repowering, welches vor allem in den Küstenländern stattgefunden hat (Abb. 5). Der Anteil der Errichtungen Offshore liegt im Jahr 21 bei rund 7 %. Ein noch genaueres Bild ergibt eine Unterteilung des Binnenlandes in drei Streifen (Abb. 6). Hier wird deutlich, dass der Ausbau im Binnen 1-Streifen gegenüber dem Vorjahr stark zurückgegangen ist, während dieser im Bereich der Küste, Offshore und Binnen 2 gestiegen ist. Der Anteil im Binnen 3-Streifen hat sich gegenüber dem Vorjahr kaum verändert. Repowering Gegenüber den Vorjahren wurden noch weitere Repowering- Projekte identifiziert, die jetzt in der Statistik mit aufgenommen wurden. Dadurch ändern sich die kumulierten Werte der Vorjahre. Die Tab. 3 gibt einen Überblick über die abgebauten und die dafür errichteten WEA einzelner Projekte für 21. In Schleswig-Holstein hat sich das Repowering mittlerweile als treibende Kraft für die Ausbauentwicklung etabliert. Mehr als die Hälfte der im nördlichsten Bundesland neu installierten Leistung wurde im Rahmen von Repowering-Projekten realisiert. Und auch für die bundesweite Repowering- Bilanz leistete Schleswig-Holstein mit einem Anteil von fast 75% den wichtigsten Beitrag. 79 der bundesweit insgesamt 14 abgebauten Altanlagen wurden beim Repowering der Windparks Hedwigenkoog, Kronprinzenkoog, Elisabeth-Sophien-Koog und Brunsbüttel durch moderne Windturbinen DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY

7 6 Fig. 7: Abb. 7: Shares of the potential annual energy yield of the net electrical energy consumption for the Federal States Anteil des potenziellen Jahres ener gie er trags aus WEA am Net to strom verbrauch der Bundes län der of the % energy yield umption, in ergieertrags uch, in % tial annual e energy consu ot. Jahresene stromverbra of the potent t electrical e Share o net Anteil des po am Nettos ,1 45,3 44, 42,8 25,1 12,3 Share in the net electrical energy consumption Anteil am Nettostromverbrauch 8,6 8,5 4,1 4, 2,5 2,4 1,,9,6, 9, Power per Unit, kw/unit istung pro Anlage, kw/wea Le Fig. 8: Abb. 8: Development of the average installed power per unit Entwicklung der durchschnittlich installierten Leistung pro WEA 4 2 for repowering with the aim to clear up the uncontrolled proliferation from the beginnings of wind energy use is the repowering project in Kronprinzenkoog. Here altogether 29 isolated old wind turbines were decommissioned. Großenwiehe and Bollingstedt are repowering projects outside identified priority areas for wind energy. Therefore, in accordance with the regulations applicable in Schleswig-Holstein, twice as many old wind turbines must be decommissioned in order to get permission for installing and operating the new wind turbines also outside priority areas. Outside Schleswig-Holstein, repowering projects worth mentioning in 21 are the replacement of the Powerwind 56 in Bremerhaven which had been in operation only for three years, by a Powerwind 9, and the erection of the large-size wind turbine Enercon E-126 replacing an E-66 in Rhineland- Palatinate. Based on the information available, the total growth in capacity achieved by repowering in 21 is 145 MW while at the same time the number of WTGS was reduced by 48. Offshore In the North Sea, all the wind turbines of the 6 MW offshore test site alpha ventus erected already last year were commissioned in the spring of 21. In the first commercial der 2 MW-Klasse ersetzt. Dabei zeichnete sich das Repowering im Kronprinzenkoog als Musterbeispiel zur Beseitigung des Wildwuchses aus der Anfangszeit der Windenergienutzung aus. Hier wurden insgesamt 29 verstreute Altanlagen an Einzelstandorten zurückgebaut. In Großenwiehe und in Bollingstedt handelte es sich um Repowering-Maßnahmen außerhalb von ausgewiesenen Windeignungsflächen. Daher mussten so sieht es die schleswig-holsteinische Re ge lung vor doppelt so viele Altanlagen zurück gebaut wer den, um die beantragten und genehmigten neuen WEA ebenfalls außerhalb von Eignungsräumen errichten und betreiben zu können. Außerhalb von Schleswig-Holstein sind als Besonderheiten des Repowering in 21 der Austausch der erst drei Jahre betriebenen Powerwind 56 durch die Powerwind 9 in Bremerhaven und die Errichtung der Großanlage Enercon E-126 anstelle einer E-66 in Rheinland-Pfalz zu erwähnen. Nach den vorliegenden Informationen wurde 21 durch das Repowering insgesamt ein Leistungszuwachs von 145 MW bei einer Verringerung der Anlagenanzahl um 48 WEA erreicht. Offshore In der Nordsee erfolgte im Frühjahr 21 die Inbetriebnahme sämtlicher bereits im Vorjahr errichteter Anlagen des 42 DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211

8 Wenn es darauf ankommt. Werbung Windstärke: Kunde 1/1 s/w oder 4c Wellengang: 14 m steigend Luftfeuchtigkeit: 97% Steuerung: >99,96% Verfügbarkeit HANNOVER MESSE Hannover, Deutschland Halle 27, Stand E2

9 >= 5 MW 1,9% 3-3,6 MW 3,% < 1,5 MW 12,2% >= 5 MW 2,4% 3-3,6 MW 1,7% 1,5-1,8 MW 3,6% 2,1-2,9 MW 23,8% Abb. 9: 2,1-2,9 MW 32,1% Share of individual WTGS size classes in the newly installed WTGS in the year 29 (left) and 21 (right) Anteil der einzelnen WEAGrößen an den im Jahr 29 (links) und 21 (rechts) neu installierten WEA 2 MW 49,7% 2 MW 55,5% 1 Share on the Yeearly New Installed Capacity, % Anteil an der jährlich neu installierten Leistung in % 9 Fig. 1: Shares of different unit sizes in the annually in stalled power Abb. 1: Anteile unterschiedlicher Anlagen größen klassen an der jährlich neu installierten Leistung Group of Rotor Diameters Rotordurchmessergruppen 8 6,1-9 m Fig. 9: 1,5-1,8 MW 1,2% < 1,5 MW 12,9% ,1-48 m 22,1-32 m 4 3 > 9,1 m 2 < 16 m 1 48,1-6 m 16,1-22 m Deutschland 6 m 4,2% Bayern m 16,6% 61-8 m 24,7% Brandenburg Sachsen-Anhalt m m Nordrhein-Westfalen 81-1 m - 8 m Niedersachsen m 34,5% 81-1 m 2,% Schleswig-Holstein % 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 1% Share of the different total heights in the yearly installed WTGS Anteil der einzelnen WEA-Gesamthöhen an den jährlich errichteten Anlagen Fig. 11: Fig. 11: Share of the different hub height classes in the WTGS erected in Germany (left) and the overall heights (incl. rotor blade) of all WTGS erected in Germany and in a few selected federal states (right), both for 21 Anteil der einzelnen Nabenhöhenklassen an den in Deutschland errichteten WEA (links) und der Gesamthöhen (einschl. Rotorblatt) aller errichteten WEA in Deutschland sowie in ausgewählten Bundesländern (rechts), Angaben jeweils für das Jahr 21. offshore wind farm BARD Offshore 1 12 wind turbines (6 MW) were erected completely, and for another three turbines the foundations could be installed before the end of the year. Since December 21 four BARD wind turbines have been connected to the grid and are feeding offshore electricity 44 DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY MW-Offshore-Testfelds alpha ventus. Beim ersten kom merziellen Offshore-Windpark Bard Offshore 1 wurden 12 Anlagen (6 MW) vollständig errichtet, darüber hinaus konnten bis zum Jahresende drei weitere Fundamente installiert werden. Seit Dezember 21 wird von vier Bard-Anlagen be-

10 Specific Power Installation, W/m² Sp pezifische Installierte Leistung, W/m² Fig. 12: Rated Power / Nennleistung, kw 7 SSpecific Power Installation, W/m² Spezifische Installierte Leistung, W/m² 7 SSpecific Power Installation, W/m² Spezifische Installierte Leistung, W/m² Share of specific power in W/m² of wind turbines installed in Germany in 21 Abb. 12: Anteil der spezifischen installierten Leistung in W/m² an den in 21 in Deutschland errichteten WEA Schleswig-Holstein Brandenburg Rated Power / Nennleistung, kw Rated Power / Nennleistung, kw Fig. 13: Share of specific power in W/m² of wind turbines installed in Schleswig-Holstein (left) and Brandenburg (right) in 21 Abb. 13: Anteil der spezifischen installierten Leistung in W/m² an den in 21 in Schleswig-Holstein (links) und Brandenburg (rechts) errichteten WEA Fuhrländer 2,2% Sonstige 3,6% Nordex 1,9% Siemens Wind Power 5,8% Sonstige 1,9% e.n.o. energy 1,% Siemens Wind Power 3,9% Sonstige 2,6% Bard 3,9% Fuhrländer 4,9% REpower Systems 6,7% Nordex 4,5% Enercon 39,1% Nordex 6,9% GE Energy 8,4% since 1982 seit 1982 Multibrid GE Energy 1,2% 1,6% Vestas 19,5% Vestas 27,3% Shares of the suppliers in the German market in per cent of the installed rated power since Abb. 14: Anteile der Anbieter an der gesamten in Deutschland installierten Leistung seit 1982 in %. EEnercon 6,4% REpower Systems 1,3% Enercon 59,2% Vestas 14,6% Fig. 14: Fig. 15: Shares of the suppliers on the German market in per cent of the installed rated power in the year 29 (left) and 21 (right). Abb. 15: Anteile der Anbieter an der im Jahr 29 (links) bzw. 21 (rechts) in Deutschland neu installierten Leistung in %. into the public system. Due to technical and weather-related problems the construction work took longer than originally planned. The final completion and commissioning of BARD Offshore 1 is now scheduled for 212. reits der erste Offshore-Strom ins Netz eingespeist. Aufgrund technischer und witterungsbedingter Probleme erfolgte der Ausbau langsamer als ursprünglich geplant. Die endgültige Fertigstellung und Inbetriebnahme von Bard Offshore 1 ist nun für 212 geplant. DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY

11 Num mber of WTGS per Month WEA-Anzahl je Monat Fig. 16: Abb. 16: Number of WTGS installed per month Anzahl der monatlich installierten WEA In the Baltic Sea all 21 wind turbines of the offshore wind farm EnBW Baltic 1 with a total capacity of 48.3 MW were erected in August/September 21 within only one month. The project was implemented within the twelve mile zone of the Baltic Sea, approx. 16 km north of the Darß/Zingst peninsula, in a water depth of m. The grid connection, however, could not be completed until the end of the year, so that as yet no electricity has been fed into the grid. Potential Annual Energy Yield The potential annual energy yield of the wind turbines is calculated on the basis of the average load factors calculated for WTGS of different power classes at different sites, using the wind index IWET V3 and V6 [2] (average of the load factors of the years 23 to 29). The calculation furthermore is based on the assumption that all WTGS reported by the end of the year contribute a full annual energy yield, which of course is not the case in reality. Fig. 7 gives an overview of the shares of wind energy in the net energy consumption of 29 [3] in the individual federal states and for the whole of Germany. The top-5 states are as in the previous years Saxony-Anhalt with a share of 52 % in the net energy consumption, followed by Mecklenburg-Western Pomerania with 45 %, Schleswig-Holstein (44 %), Brandenburg (43 %) and Lower Saxony, the federal state with the largest wind energy installation (Fig. 3), with a share of 25 %. Market Trends in Turbine Size Compared to the year 21, the average installed capacity per wind turbine has increased slightly by 2.2 % in 29 and at present is 2.57 kw (Fig. 8, Tab. 1). This is shown in Fig. 9, representing the shares of the individual WTGS sizes in the turbines newly erected in 21. The 2-MW class accounts for almost 5 % and if the turbines with MW are added, the share is 81.8 %. Not only the installed capacity of a wind turbine is important, but also its rotor diameter. Here it is obvious that WTGS with a rotor diameter of more than 9 m are becoming increasingly important and the share of the still dominating 6-9 m class shows a decreasing tendency. In 21 the share of this class was still about 79 %, In der Ostsee wurden im August/September 21 in nur einem Monat alle 21 Windenergieanlagen des Offshore-Windparks EnBW Baltic 1 mit einer Gesamtleistung von 48,3 MW errichtet. Das Projekt wurde in der 12 Seemeilenzone der Ostsee, ca. 16 km nördlich der Halbinsel Darß/Zingst, in einer Wassertiefe von m realisiert. Bis zum Jahresende konnte der Netzanschluss allerdings nicht fertiggestellt werden, so dass noch keine Stromeinspeisung erfolgte. Der potenzielle Jahresenergieertrag Die Berechnung des potenziellen Jahresenergieertrags der WEA erfolgt auf Basis mittlerer Ausnutzungsgrade, die unter Verwendung des Windindex IWET V3 und V6 [2] für WEA verschiedener Leistungsklassen an unterschiedlichen Standor ten ermittelt wurden (Mittelwert der Ausnutzungsgrade der Jahre 23 bis 29). In dieser Abschätzung wird des Weiteren angenommen, dass alle zum Jahresende gemeldeten WEA einen vollen Jahresenergieertrag beisteuern, was natürlich in der Realität nicht der Fall ist. Einen Überblick über den Anteil der Windenergie am Nettostromverbrauch von 29 [3] in den einzelnen Bundesländern und für Gesamtdeutschland gibt die Abb. 7. Die Top-5 Bundesländer sind wie in den Vorjahren Sachsen-Anhalt mit einem Anteil am Nettostromverbrauch von 52 %, gefolgt von Mecklenburg-Vorpommern (45 %), Schleswig-Holstein (44 %), Brandenburg (43 %) und Niedersachsen, das Land mit dem größten Windenergieausbau (Abb. 3), mit einem Anteil von 25 %. Markttendenzen bei der Anlagengröße Gegenüber der durchschnittlich installierten Leistung pro WEA im Jahr 21 hat sich diese im Jahr 21 um 2,2 % leicht erhöht und liegt zur Zeit bei 2.57 kw (Abb. 8, Tab. 1). Dies zeigt auch die Abb. 9 mit den Anteilen der einzelnen WEA- Größen an den in 21 neu errichteten Anlagen. Fast 5 % fallen auf die 2 MW-Klasse und werden die Anlagen mit 2,1-2,9 MW hinzugerechnet, so liegt der Anteil bei 81,8 %. Gegenüber der reinen installierten Leistung einer Anlage ist auch der Rotordurchmesser von Bedeutung. Hier ist zu erkennen, dass WEA mit einem Rotordurchmesser größer 9 m immer mehr an Bedeutung gewinnen und der Anteil der 46 DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211

12 but went down by 4.5 % compared with 29. WTGS with a rotor diameter smaller than 6 m had a share of 5 % in 21 (Fig. 1). Another interesting point is the hub height of the wind turbines installed in the year 21. On the basis of the number of WTGS installed and their respective hub heights, the pie chart shown in Fig. 11 was drawn up (left). The chart shows that approx. 51 % of all WTGS erected in Germany in 21 have a hub height of over 1 m. A much more important point with regard to turbine heights is the overall height (including rotor blade), which in some parts of Germany is limited. Fig. 11 (right) shows the shares of height classes in Germany and in a few selected federal states. In the whole of Germany and in most of the federal states, wind turbines with an overall height of more than 14 m are prevailing, only in Schleswig-Holstein mainly WTGS with heights in the range 81 1 m are installed. Compared to 29, there has been a change in the states of North Rhine-Westphalia and Lower Saxony, where more WTGS with heights above 1 m were erected than last year. Up to now the installed capacity and the rotor diameter always have been considered separately. An important parameter in wind turbines is the installed rated power per square meter rotor disk area (specific capacity in W/m²) which can be varied for optimal adaptation to the wind conditions prevailing at the site. Fig. 12 shows that about 68 % of the wind turbines installed in 21 are within the range of 3 to 4 W/m² specific capacity. Mostly, these are wind turbines with an installed capacity of 2 MW. When breaking down these figures according to their adaptation to the respective anemometer first class advanced World wide the only class.5 Anemometer accredited according IEC (25-12), ISO , Measnet high quality anemometer class.5 Class A,B and S accredited acc. IEC for site assessment and power performance of WTG. Optimised dynamic behaviour minimum over speeding high accuracy excellent linearity r >,99999 high survival speed low power excellent price performance ratio patented design adolf ThIeS GMBh & Co. KG Hauptstraße 76 D-3783 Göttingen (Germany) Telefon Fax info@thiesclima.com immer noch dominierenden Klasse 6-9 m eine abnehmende Tendenz hat. Dieser liegt im Jahr 21 zwar bei rund 79 %, doch gegenüber 29 sank der Anteil um 4,5 %. WEA mit einem Rotordurchmesser kleiner als 6m hatten in 21 einen Anteil von 5 % (Abb. 1). Ein weiterer interessanter Punkt ist die Nabenhöhe der im Jahr 21 installierten Anlagen. Auf Basis der Anlagenzahl und der jeweiligen Nabenhöhen ergibt sich das in Abb. 11 dargestellte Tortendiagramm (links). Hieraus lässt sich erkennen, dass rund 51 % aller in Deutschland im Jahr 21 errichteten WEA eine Nabenhöhe von über 1 m haben. Ein wesentlich bedeutenderer Punkt bei der Anlagenhöhe ist die Gesamthöhe (inkl. Rotorblatt), die in einigen Gebieten in Deutschland begrenzt ist. In Abb. 11 (rechts) sind zum einen die Anteile der WEA-Höhenklassen für Deutschland und zum anderen für ausgewählte Bundesländer dargestellt. In Gesamtdeutschland sowie in fast allen der betrachteten Bundesländer sind Anlagen mit einer Gesamthöhe von mehr als 14 m vorherrschend, nur in Schleswig-Holstein ist dies die Klasse von 81 1 m. Verglichen mit 29 gab es eine Änderung in den Bundesländern Nordrhein-Westfahlen und Niedersachsen, wo jetzt mehr Anlagen über 1 m errichtet wurden als im Vorjahr. Bisher wurden die installierte Leistung und der Rotordurchmesser immer getrennt voneinander betrachtet. Eine wesentliche Kenngröße bei WEA ist die pro Quadratmeter Rotorkreisfläche installierte Nennleistung (spezifische Leistung in W/m²), die zur optimalen Anpassung an die Windverhältnisse des Standorts variiert wird. Abb. 12 zeigt, dass sich im Bereich der spezifischen Leistung von 3 bis 4 W/m² rund 68 % der in 21 errichteten Anlagen befinden. Hauptsächlich sind dies Anlagen mit einer installierten Leistung von 2 MW. Werden diese Angaben unterteilt nach der Anpassung der Anlagen an die Standortwindgeschwindigkeit (sh. Abb. 1 auf Seite 5), so ergibt sich, dass 21 rund 23 % der errichteten Anlagen eine Anpassung für Schwachwind-, 66 % eine für Normalwind- und 11% eine solche an Starkwindstandorte hatten. Bei der Betrachtung von ausgewählten Bundesländern zeigt sich, dass in Schleswig-Holstein 1/3 der Neuanlagen für Starkwindstandorte waren, mehr als in den anderen betrachteten Bundesländern. Im windschwächeren Brandenburg werden dagegen eher Anlagen mit einer spezifischen Leistung von 3 bis 32 W/m² errichtet. Marktanteile der Anbieter Gegenüber den Marktanteilen des Jahres 29 gab es hinsichtlich der Reihenfolge nur Veränderungen in den hinteren Platzierungen (Abb. 15). Enercon konnte den Vorjahreswert fast halten, während Vestas Einbußen verzeichnete. Nach 31,6 % im Jahr 28 und 19,5 % in 29 hatte der Zweitplatzierte in 21 einen Marktanteil von 14,6 %. Repower dagegen konnte sich verbessern und den Anteil von 8,8 % in 29 auf 1,3 % steigern. Auch Nordex konnte sich deutlich steigern und auf den 4. Platz verbessern. Bard und Siemens tauchen aufgrund ihrer Offshore-Projekte in der Übersicht auf. Die Firma e.n.o. energy verließ 21 erstmals den Bereich Sonstige, während andere 29 noch genannte Firmen jetzt unter Sonstige fallen. The World of W eat her d a T a DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY

13 site-specific wind speeds (see Fig. 1 on page 5), the distribution in 21 is as follows: 23 % of the wind turbines installed were adapted for weak-wind, 66 % for moderatewind and 11 % for strong-wind sites. A closer examination of selected federal states shows that in Schleswig-Holstein 1/3 of the newly installed WTGS were designed for strong-wind sites, more than in any other state examined. In contrast, in Brandenburg, where the average wind speed is lower, most of the wind turbines installed had a specific power of 3 to 32 W/m². Market Shares of Manufacturers With regard to the market shares of 29, changes in the ranking only occurred in the rear positions (Fig. 15). Enercon nearly kept the previous year s level, whereas Vestas noted losses. After 31.6 % in the year 28 and 19.5 % in 29, the runner-up in 21 only had a market share of 14.6 %. REpower on the other hand was able to improve its position and increased its share from 8.8 % in 29 to 1.3 %. Nordex, too, shows a growing market share and has gone up in the ranking to position 4. Bard and Siemens appear in the list, due to their offshore projects. The company e.n.o. energy is no longer included under Others, but mentioned in the 21 ranking for the first time, whereas other companies listed in 29 now are among Others. Conclusion With approx. 1,551 MW there has been a decline in newly installed capacity in the year 21 compared to the previous year, but when taking a look at the years before, the result for 21 still lies within the overall tendency. New installations onshore (without repowering) are gradually decreasing, and part of this decline could be compensated by the increasing repowering and the first offshore installations. Onshore installations could have been slightly higher, but due to an early start of the frost period towards the end of the year, probably not all the installations planned could actually be erected. The first months of the year 211 will show if this is the case and more wind turbines are installed to make up for the delay. An overview of the monthly installations is given in Fig. 16. In the offshore area, there also have been delays due to technical, logistic and weather-related problems, so that not all the wind turbines scheduled for 21 could actually be installed by the end of the year. It should be noted that the survey carried out by DEWI is based on the wind turbines installed, which does not necessarily mean that they are already connected to the grid and commissioned. World-wide [4], in the year 21 approx. 16,5 MW of new wind capacity were installed in China. The USA considerably missed the figures achieved last year; only half the capacity of the previous year was installed (5,115 MW). With its new installations in 21, Germany now is behind India (2,139 MW) in position 4, but in front of Spain with 1,516 MW. When comparing the total installation figures, USA and China were running neck and neck in 21, with China (42,3 MW) finally in the winning position. Germany with 27,24 MW is in position 3, followed by Spain and India. Fazit Mit rund MW wurde zwar weniger an neuinstallierter Leistung im Jahr 21 gegenüber dem Vorjahreszeitraum errichtet, aber betrachtet man die Jahre davor, so liegt der Wert für 21 ganz im Trend. Der Ausbau Onshore (ohne Repowering) nimmt langsam ab und ein Teil wurde durch das zunehmende Repowering sowie die ersten Offshore-Aufstellungen kompensiert. Der Ausbau Onshore hätte sicherlich noch leicht höher liegen können, aber wegen der früh einsetzenden Frostperioden am Ende des Jahres konnten wahrscheinlich nicht alle geplanten Anlagen errichtet werden. Ob dies so ist und nachgeholt wird, werden die ersten Monate des Jahres 211 zeigen. Einen Überblick über die monatlichen Aufstellungen gibt Abb. 16. Auch beim Ausbau Offshore gab es durch technische, logistische und witterungsbedingte Probleme zeitliche Verzögerungen, so dass auch nicht alle für 21 geplanten Anlagen bis zum Jahresende errichtet werden konnten. Zu beachten ist bei der Erhebung des DEWI, dass die errichteten Anlagen erfasst werden, wobei der Netzanschluss respektive die Inbetriebnahme noch nicht erfolgt sein muss. Offshore und Repowering hatten in 21 erstmals einen nennenswerten Anteil und trugen mit 3 MW zu den Installationszahlen bei. Im kommenden Jahr werden weitere Anlagen im Windpark Bard Offshore 1 errichtet, dessen Fertigstellung für 212 geplant ist. International gesehen [4], wurden in Jahr 21 in China rund 16.5 MW neu installiert. Die USA verfehlte den Vorjahreswert deutlich und es wurde nur knapp die Hälfte der Vorjahresleistung errichtet (5.115 MW). Deutschland liegt mit seinen Neuerrichtungen des Jahres 21 hinter Indien (2.139 MW) auf Platz 4, aber wieder vor Spanien mit MW. Werden die Gesamtinstallationszahlen verglichen, so gab es in 21 ein Kopf-an-Kopf-Rennen zwischen den USA und China, welches China mit 42.3 MW für sich entschied. Deutschland liegt mit seinen MW auf Platz 3 gefolgt von Spanien und Indien. References / Literatur: [1] Ender, Carsten: Windenergienutzung in Deutschland - Stand DEWI-Magazin (21) Nr. 36, S [2] Ingenieurwerkstatt Energietechnik (Rade) (Hrsg.): Monatsinfo: Betriebsvergleich umweltbewusster Energienutzer [3] Nettostromverbrauch lt. BDEW [4] Press release GWEC, February DEWI MAGAZIN NO. 38, FEBRUARY 211