Stellungnahme. Auswirkungen der geplanten Baurestmassendeponie.Kies IV" auf benachbarte Windenergieanlagen. Auftraggeber

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1 .1c Teilrechtsfähige Einrichtung des Bundes I zertifiziert nach ISO 9001 ~ZAMG Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Stellungnahme zu Auswirkungen der geplanten Baurestmassendeponie.Kies IV" auf benachbarte Windenergieanlagen Auftraggeber Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH Lagerstraße 1-5, 2103 Langenzersdorf ) Kundenservice Fachabteilung Klima DI Dr. Hung Viet Tran Wien, am Unser Zeichen: 2017 /KL/ Wien, Hohe Warte 38 Tel +43 (O) Fax +43 (O) klima@zamg.ac.at

2 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 2 Inhalt C. V Aufgabenstellu ng 3 Beurteilungsgrundlagen 4 Verwendete Unterlagen 5 Projektunterlagen 5 Unterlagen zu den Berechnungsprogrammen 5 Windmessdaten 5 Weitere Unterlagen 5 Projektbeschreibung 6 Standortbeschreibung 6 Koordinaten der Windenergieanlagenstandorte 6 Windenergieanlagen, Leistungskennlinien und Schubbeiwerte 8 Beschreibung der Windmessdaten 9 Methode 11 Winddatenanalyse 11 Windfeld 11 Ertrag 12 Tu rbu lenzintensitäten 12 Windenergieanlagenklassifizierung 13 c...,..."h... ;,..rn 14 Ll6\..Ulll..;J..1\.. Winddaten 14 Ertragsdaten 14 Turbulenzintensität Diskussion und Zusammenfassung 18 Jährlicher Energieerlrag 18 Turbulenzintensität Fragestellungen des Windparkbetreibers 18 Literatur und Quellen 21

3 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 3 1 Aufgabenstellung Die Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH plant die Errichtung der Baurestmassendeponie,,Kies IV" in der Gemeinde Markgrafneusiedl, Bezirk Gänserndorf in Niederösterreich. Auf einer Fläche von ca. 20 bis 25 ha soll dabei das Gelände um etwa 20 Meter aufgehöht werden. Auf dem Nachbargrundstück befinden sich zwei Windenergieanlagen (WEA) vom Typ Enercon E mit einer Nabenhöhe (NH) von 98 m und eine geplante WEA vom Typ Enercon E mit einer NH von m. Um die Auswirkung der geplanten Deponie auf diese WEA beurteilen zu können, wurde die ZAMG von der Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH beauftragt, die Beeinflussung der geplanten Deponie auf die Luftströmung an den Standorten der WEA zu untersuchen. Dabei geht es vorrangig um die Auswirkung hinsichtlich eines möglichen Ertragsverlusts der WEA sowie die Erhöhung der Turbulenzintensität an den WEA-Standorten, welche die Standardsicherheit und Lebensdauer der WEA beeinflusst. )

4 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite 4 2 Beurteilungsgrundlagen Folgende Norm wurde verwendet: International Standard IEC l; Third edition ; Wind turbines - Part 1: Design requirements [1]

5 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 5 3 Verwendete Unterlagen 3.1 Projektunterlagen Die benötigten Unterlagen zur Untersuchung der Auswirkungen wie Pläne der Baurestmassendeponie, Koordinaten und Angaben zu den Anlagentypen und Nabenhöhen der WEA wurden von der Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH zur Verfügung gestellt [2], [3]. 3.2 Unterlagen zu den Berechnungsprogrammen Für die Berechnung der Erträge wurden die Programme WAsP [7] und WindSim [8] verwendet, die Turbulenzen wurden unter Verwendung von WAsP Engineering [9] und WAT [10] bestimmt. Die MCP Analyse und die Langzeitwindstatistik wurden mittels WindFarm ReSoft [10], [11] durchgeführt. Angaben zu den WEA von Enercon wurden aus dem WEA-Katalog von Wind PRO [12] entnommen. 3.3 Windmessdaten Für die Berechnungen wurden Windmessreihen der folgenden Messstationen aus dem TAWES-Messnetz (TAWES = teilautomatische Wetterstation), betrieben von der ZAMG [5] und aus dem Messnetz NUMBIS. Folgende Stationen wurden herangezogen Groß-Enzersdorf: 16 33'33" E, 48 11'59" N, 154 m Seehöhe Gänserndorf: 16 42'49" E, 48 20'17" N, 163 m Seehöhe Deutsch Wagram: 48 16'00" 0 N, 16 34'00" E, 160 m Seehöhe, NÖLR, Messnetz NUMBIS [13] 3.4 Weitere Unterlagen ) Weiters wurden Auszüge des digitalen Kartenmaterials der Austrian Map (Version 5.0) sowie online verfügbare Satellitenbilder von Google Earth und Bing Maps verwendet. Folgende Unterlagen und Informationen standen der ZAMG außerdem zur Verfügung: Digitales Geländemodell: Für die Berechnungen wurde das Raster des BEV [14], in 50 m x 50 m Auflösung, aufbereitet. Digitale Rauigkeitskarte: Auf Basis von Auszügen des digitalen Kartenmaterials der Austrian Map sowie des Rekultivierungsplanausschnittes der geplanten Baurestmassendeponie,,Kies IV" und online verfügbarer Satellitenbilder von Google Earth und Bing Maps wurde eine digitale Rauigkeitskarte vor Errichtung der Deponie und eine nach Errichtung der Deponie für das Berechnungsgebiet erstellt.

6 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 6 4 Projektbeschreibung 4.1 Standortbeschreibung Die geplante Baurestmassendeponie,.Kies IV" liegt in einer Ebene etwa 2 km nordöstlichder Ortschaft Markgrafneusiedl und ca. 4 km südlich von Strasshof. Die Oberflächenrauigkeit im Nahbereich (im Umkreis von ca. 1 km) des Projekts wurde mit Ausnahme von einzelnen kleinen Waldrli:id1en in Richtung Osten und Norden als gering (Rauigkeitslänge 0.03 m) eingestuft. Außerhalb dieses Bereichs ist die Oberflächenrauigkeit in Richtung Süden bis Westen gering bis mittel, wobei für die Siedlungsgebiete Markgrafneusiedl. Glinzendorf, Parbasdorf und Raasdorf eine mittlere Rauigkeit (Rauigkeitslänge 0.1 m bis 0.4 m) angenommen wurde. In den anderen Richtungen befinden sich mehrere Waldflächen, sowie große S1edlungsgebiete (Deutsch-Wagtam, Slrä::,::,liur/Nuruudl111), sodass dort hohe Rauhigkeitswerte (Rauigkeitslänge 0.5 m bis 0.7 m) vorliegen. Für die Berechnung wurde jeweils der Querschnitt der Orographie und Rauigkeit von 27.0 km x 27.0 km, mit den Koordinateneckpunkten (RMN M34, Geod. Datum MGI, mit X als Rechtswert und Y als Hochwert) Xmin = , Xmax = m; Ymin = m, Ymax = m (Ausschnitt mit einem Abstand von mindestens der ca. 100-fachen Nabenhöhe zu den einzelnen WEA) verwendet. 4.2 Koordinaten der Windenngieanlagenstandorte Die folgende Tabelle enthält eine genaue Auflistung der WEA-Standortkoordinaten und Typen des bestehenden Windparks sowie der geplanten dritten Anlage. Tabelle 4.1: Anlagenstandortkoordinaten der WEA Bezeichnung der Anlagen nach [2]. [3] (Projektion: GK-Zone M34, Geod. Datum MGI), WEA- Rechtswert Hochwert NH Rotordurchmesser Gesamthöhe Typ Bezeichnung [ml [ml [ml [ml [ml WKA Enercon E-66/ WKA Enercon E-66/ WKA Enercon E

7 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite 7 ) \ 6 /. /,. i1 i \. ~ i i I ii Spit~ ckor ; i Id ) (* Abbildung 4.1: Lageplan der Baurestmassendeponie Kies IV und der untersuchten WEA in der Umgebung Existierende WEA; A Geplante WEA) Tabelle 4.2: Abstand-Rotordurchmesser zweier Windenergieanlagen (Faktor). Rot markierte Zahlen bedeuten, dass die Abstände zwischen zwei WEA kleiner als 5.0 Rotordistanzen sind. nach nach nach WKA 1 WKA2 WKA 3 von WKA 1 (70.0m) von WKA 2 (70.0m) von WKA 3 (101.0m) Tabelle 4.3: Abstand zweier Windenergieanlagen (m). Rot markierte Zahlen bedeuten, dass die Abstände zwischen zwei WEA kleiner als 5.0 Rotordistanzen sind. nach nach nach WKA 1 WKA2 WKA3 von WKA 1 (70.0m) von WKA 2 (70.0m) von WKA 3 {101.0m)

8 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite 8 Abbildung 4.2: Ansicht aus der Vogelperspektive von Süd nach Nord. Quelle: Google Earth. 4.3 Windenergieanlagen, Leistungskennlinien und Schubbeiwerte Die Leistungskennlinien (P) und Schubbeiwerte (et) der WEA-Typen wurden vom Hersteller zur Verfügung gestellt (Quelle: Wind Pro 3.1). Für die Richtigkeit der Angaben übernimmt die ZAMG keine Gewähr. Tabelle 4.4: Leistungskennlinie und Schubbeiwerte der Enercon E-66/18.70 bei der Referenzluftdichte von kg/m 3 nach Angaben des Herstellers [4] V (m/s) P (kw) ci(-) V (m/s) P (kw) ci(-)

9 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite Tabelle 4.5: Leistungskennlinie und Schubbeiwerte der Enercon E bei der Referenzluftdichte von kg/m 3 nach Angaben des Herstellers [4] V (m/s) P (kw) ci(-) V (m/s) P (kw) ci(-) Beschreibung der Windmessdaten ) Für die Berechnungen wurden Windmessreihen der folgenden Messstationen aus den angegebenen Zeiträumen herangezogen und untersucht. Groß-Enzersdorf (ZAMG): Geogr. Koord.. WGS84: Breite: 48 11'58.63" N, Länge: 16 33'33.4" E o Messhöhe: 10.0 m o Zeitraum: h10' h00' (UTC) o Mittelung: 10 Min. Gänserndorf (ZAMG): Geogr. Koord., WGS84: Breite: 48 20'16.61" N. Länge: 16 42'49.30" E o Messhöhe: 10 m o Zeitraum: h10' h00' (UTC) o Mittelung: 10 Min. Deutsch Wagram (NÖLR): Geogr. Koord.. WGS84: Breite: 48 16'00" N, Länge: 16 34'00" E o Messhöhe: 10 m o Zeitraum: h30' h30' (UTC) o Mittelung: 30 Min.

10 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite Abbildung 4.3: Windmessungen in der Umgebung der geplanten Baurestmassendeponie.. Kies IV".

11 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 11 5 Methode 5.1 Winddatenanalyse Da die Windstatistik nicht nur jahreszeitlich sondern auch jährlich variiert, ist die Kenntnis eines vieljährigen Mittelwertes erforderlich. Die Langzeitmittelwerte werden mittels des sogenannten MCP Verfahrens ermittelt (MCP = Measure Correlate Predict). Dabei werden kürze Windmesszeitreihen (Deutsch Wagram, Gänserndorf), mit langjährigen Windmesszeitreihen (Großenzersdorf) korreliert. Darauf basierend wird eine Langzeitwindstatistik für den Standort mit kurzen Windmessreihen erstellt. Für die MCP-Analyse wurde das Programm WindFarm [10] verwendet. 5.2 Windfeld Die Windfeld-Berechnungen wurden mit den Modellen WAsP [7], WindSim [8] durchgeführt. Das Prinzip der beiden Modelle (im Allgemeinen bei allen Windmodellen) ist gleich und besteht darin, den Wind von einem Punkt (Messpunkt) zu anderen Punkten (WEA-Standorte) zu transformieren. Die Grundlagen für diese Transformation sind die Navier-Stokes-Gleichungen, die die allgemeine Form der Bewegungsgleichungen eines Fluids beschreiben. Das Modell WAsP berechnet aus Windmessdaten, den Daten der digitalen Höhen- und Rauhigkeitskarten sowie Windhindernissen ein bereinigtes Windfeld für die Messstation. Dieses bereinigte Windfeld kann als gleichförmig über einen größeren räumlichen Bereich angenommen werden und wird unter Berücksichtigung der oben genannten Einflussfaktoren benutzt, um die Windverhältnisse flächig oder punktuell für die WEA-Standorte in Abhängigkeit der Richtung zu ermitteln. WAsP ist ein lineares zweidimensionales Strömungsmodell und verwendet Fourier-Bessel-Reihen auf einem polaren Zoom Gitter und berechnet die Windgeschwindigkeit am zentralen Punkt. Dadurch erreicht das Modell eine bessere Auflösung der Topographie des untersuchten Punkts. Der Wind wird dabei nur zweidimensional berechnet, Werte der vertikalen Komponenten des Windes werden nicht berechnet. ) Das Modell WindSim berechnet aus denselben Grundlagen wie WAsP, Windmessdaten und Daten der digitalen Höhen- und Rauigkeitsdaten die dreidimensionalen Windverhältnisse flächig im Bereich des Standorts und dessen Umgebung. Das zugrundeliegende Modell ist jedoch ein CFO-Modell (CFO = Computational Fluid Dynamics), das auf den Navier-Stokes-Gleichungen beruht. Der Wind in der Modelldomäne wird in WindSim dreidimensional berechnet. Für den Windpark Markgrafneusiedl wurde für die Fläche mit den Koordinaten (BMN M34, Geod. Datum MGI) Xmin = , Xmax = m; Ymin = m, Ymax = m eine sogenannte,,refinement area" gewählt. Es handelt sich dabei um ein feineres Gitternetz für die Berechnungspunkte für den Bereich des Windparks und dessen nähere Umgebung. Dadurch liegen die Ergebnisse dort in sehr hoher horizontaler Auflösung vor (16.6 m x 16.6 m Gitterdistanz). Außerhalb dieses Gebiets nimmt die Gitterpunktsweite zum Rand der Modelldomäne hin stetig zu.

12 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite Ertrag Die Ertragsprognose wurde unter Verwendung der Software WAsP [7] und WindSim [8] und der dafür notwendigen Datengrundlagen berechnet: Lokale Windmessreihen vor Ort bzw. in der Umgebung Langzeitwindstatistik Geländemodell der Umgebung Digitale Rauigkeitskarte der Umgebung Windparkkonfiguration Herstellerangaben zu den Anlagen, wie die Leistungskennlinien In den beiden Modellen WAsP und WindSim sind Module für die Berechnung der Energieerträge sowohl für die einzelne WEA ohne Abschattungseffekte als auch mit Abschattungseffekten für den Windpark vorhanden. 5.4 Turbulenzintensitäten Die Turbulenzintensität wurde mittels der Programme WAsP Engineering [9] und WAT [11] berechnet. Das Modell WAsP Engineering berechnet die Turbulenzintensität nach einem Leistungsdichtespektrum (PSD = Power Spectral Density). Im Modell sind mehrere Leistungsdichtespektrum-Modelle ale; Optionen vorhanden. Für die Berechnung in dieser Arbeit wurde das Kaimal et al-spektrum ausgewählt. Begriffserklärung für die Turbulenzintensität: Die Turbulenzintensität ist definiert cl c,be 1/orh::iltnic rlor,t::.nrl::irrbhwoirh11no nor......,..._ o -- Windgeschwindigkeit zur mittleren Geschwindigkeit in einem bestimmten Zeitraum (zumeist 10 Minuten). Die Turbulenzintensität in der Nachlaufströmung einer WEA setzt sich aus der Umgebungsturbulenzintensität und der durch den Rotor verursachten Turbulenz (infolge der Strömungsablösung an den Rotorblättern der WEA) zusammen. Die effektive Turbulenzintensität ist definiert als die mittlere Turbulenzintensität, die über die Lebensdauer einer WEA (20 Jahre) dieselbe Materialermüdung der WEA verursacht, wie die am Standort herrschenden Turbulenzen. Sie muss daher kleiner oder gleich den Auslegungswerten der Turbulenzintensität aus der Typenprüfung der WEA sein. Die Berechnung der effektiven Turbulenzintensität erfolgte in dieser Arbeit mittels des Programms WAT (Windfarm Assessment Tool) [11]. Für die Berechnung wurden die Inputdaten für WAT (Turbulenzintensität, Windfeldparameter und Geländeneigung an den WEA-Standorten) aus WAsP Engineering exportiert. Bei der Berechnung wurde die Leistungskennlinie für die luftdichte [6] in NH verwendet. Die Berechnung der effektiven Turbulenzintensität erfolgte mittels des WAT-Modells, dessen Grundlagen sind in [15] beschrieben.

13 ZAMG Stellungnahme l<ies IV lum 2018 Seite Wi ndenergiean lagenklassifizieru ng Bei der Errichtung von Windenergieanlagen an einem Standort sind die Nachweise der lokal auftretenden Extremwindlasten im Vergleich zu den zulässigen Windlasten der geplanten Anlagentypen aus Sicherheitsgründen erforderlich. Die Festlegung der Extremlast der Windenergieanlagen erfolgte im Wesentlichen nach GL- (Germanischer Lloyd) bzw. DIBt- (Deutsches Institut für Bautechnik) [16] bzw. IEC Richtlinien (International Electrotechnical Commission) [1]. Für die Berechnung dieser Extremlasten sind die Extremwindgeschwindigkeiten angesetzt. Neben den Extremwindlasten sind Windenergieanlagen im Betriebszustand unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt, welche die Lebensdauer der Anlagen, vor allem durch die wechselnden (instationären, stochastischen) Belastungen, herabsetzen. Diese stochastischen mechanischen Belastungen haben ihre Ursache in den Geschwindigkeitsschwankungen. Sie werden vielfach durch die sogenannte Turbulenzintensität quantifiziert. In Tabelle 5.1 sind die!ec-richtlinien für die Windenergieanlagenklassifizierung angegeben, wobei Mit!ref= mittlere Turbulenzintensität bei der Windgeschwindigkeit 15 m/s in Nabenhöhe; Vref = SO-Jahreswind des 10-Minuten-Mittelwerts in Nabenhöhe (10-Minuten-Mittelwert der Windgeschwindigkeit mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0.02 = 1/50). Tabelle 5.1: l<lassifizierung von Windenergieanlagen nach!ec , Edition 3, [1]. Klasse der WEA I II III s v,er (m/s) A i., (-) 0.16 B i., (-) 0.14 C 1,.1 (-) 0.12 Sonderklasse )

14 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 14 6 Ergebnisse In den folgenden Abschnitten sind die Ergebnisse der Berechnungen und Analysen für die drei untersuchten WEA dargestellt, wobei die Abschattungseffekte bei den Berechnungen berücksichtigt wurden. 6.1 Winddaten Tabelle 6.1: Jährliche Mittelwerte der Windfeldgröße in NH ohne die Baurestmassendeponie.Kies IV"; (*) berechnet mit der Standardluftdichte kg/m 3 WEA A (m/s) k (-) V (m/s) E(W/m 2 )* WKA WKA WKA Tabelle 6.2: Jährliche Mittelwerte der Windfeldgröße in NH mit der Baurestmassendeponic.Kics IV"; (*) berechnet mit der Standardluftdichte kg/m 3 WEA A (m/s) k (-) V (m/s) E (W/m 2 )* WKA WKA WKA Ertragsdaten Bei einer technischen Verfügbarkeit der Anlagen von 100 % und ohne Berücksichtigung des Energieverlustes und der Unsicherheit der Berechnungsmodelle ergaben sich die zu erwartenden mittleren jährlichen Energieerträge für die einzelnen Anlagen sowie für den gesamten Windpark unter Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung, wie in den folgenden Abschnitten dargestellt. Tabelle 6.3: Jährliche Ertragsdaten ohne Baurestmassendeponie.Kies IV" WEA Ertrag als Einzelanlage Ertrag im Park Pa rkwi rku ngsgrad (MWh/a) (MWh/a) (%) WKA WKA WKA Gesamt Tabelle 6.4: Jährliche Ertragsdaten mit der Baurestmassendeponie.Kies IV" WEA Ertrag als Einzelanlage Ertrag im Park P arkwi rku ngsgrad (MWh/a) (MWh/a) (%) WKA WKA WKA Gesamt

15 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite I 2000 ~ i... C)!U t: w 1000 N NNE ENE E ESE SSE s SSW WSW w WNW NNW Sektor(-) Nettoertrag ohne Deponie Nettoertrag mit Deponie Abbildung 6.1: Verteilung der jährlichen Erträge der WKA 1 vom Typ Enercon E-66/18.70 mit 98.0 m NH des Windparks Markgrafneusiedl nach der zwölfteiligen Windrose, vor und nach Errichtung der Deponie, berechnet mit WAsP [7] 3000 ) I ~ 2000 ~ C)!U.. t: w 1000 N NNE ENE E ESE SSE s SSW WSW w WNW NNW Sektor( ) Nettoertrag ohne Deponie Nettoertrag mit Deponie Abbildung 6.2: Verteilung der jährlichen Erträge der WKA 2 vom Typ Enercon E-66/18.70 mit 98.0 m NH des Windparks Markgrafneusiedl nach der zwölfteiligen Windrose, vor und nach Errichtung der Deponie, berechnet mit WAsP [7]

16 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite C).. (II [ 2000 t: w 1000 u N NNE ENE E ESE SSE s SSW WSW w WNW NNW Sektor( )!!!Nettoertrag ohne Deponie a Nettoertrag mit Deponie Abbildung 6.3: Verteilung der jährlichen Erträge der WKA 3 vom Typ Enercon E mit m NH des Windparks Markgrafneusiedl nach der zwölfteiligen Windrose, vor und nach Errichtung der Deponie, berechnet mit WAsP [7] 6.3 Tu rbu lenzi ntensität Die Berechnungsergebnisse der effektiven Turbulenzintensität sind in Tabelle 6.5 und Tabelle 6.6 dargestellt. Tabelle 6.5: Windgeschwindigkeitsabhängige effektive Turbulenzintensitäten auf NH der WEA des Wind parks Markgrafneusiedl für den Wähler-Koeffizient m=l0 und die Auslegungswerte der WEA-Klassen A und B nach IEC , Edition 3 ohne die Baurestmassendeponie.,Kies IV" Windgeschwindigkeit (m/s) Auslegungswert IEC ,Ed. 3,A Auslegungswert IEC ,Ed. 3,B WKA 1 23,0 22,0 21,1 20,4 19,7 19,1 17,5 16,3 WKA 2 23,2 22,2 21,3 20,7 20,1 19,1 17,8 16,7 WKA 3 18,9 17,9 17,0 16,4 15,9 15,4 14,7 14,1 Fortsetzung Tabelle 6.5 Windgeschwindigkeit (m/s) Auslegungswert IEC ,Ed. 3,A Auslegungswert IEC ,Ed. 3,B WKA 1 15,4 14,7 14,1 13,7 13,3 13,0 WKA 2 15,8 15,2 14,7 14,3 14,0 13,7 WKA 3 13,7 13,4 13,1 12,9 12,7 12,5

17 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 17 Tabelle 6.6: Windgeschwindigkeitsabhängige effektive Turbulenzintensitäten auf NH der WEA des Windparks Markgrafneusiedl für den Wähler-Koeffizient m=l0 und die Auslegungswerte der WEA-Klassen A und B nach!ec Edition 3 mit der Baurestmassendeponie.,Kies IV" Windgeschwindigkeit (m/s) Auslegungswert IEC ,Ed. 3,A Auslegungswert IEC ,Ed. 3,B WKA 1 22,8 21,8 20,9 20,2 19, ,5 16,2 WKA 2 23,2 22,2 21,4 20,7 20,1 19,2 17,8 16,7 WKA 3 18,9 17, ,4 15,8 15,4 14,6 14,1 Fortsetzung Tabelle 6.6 Windgeschwindigkeit (m/s) Auslegungswert IEC ,Ed. 3,A Auslegungswert IEC ,Ed. 3,B WKA 1 15,3 14, ,6 13,2 12,9 WKA 2 15,9 15,3 14,8 14,4 14,0 13,8 WKA 3 13,7 13,4 13,1 12,8 12,6 12,5 Für den Nachweis der Integrität von WEA bezüglich der Turbulenzintensität ist die effektive Turbulenzintensität im Bereich vom 0.2- bis 0.4-fachen der Referenzgeschwindigkeit v,er nach!ec Edition 3, zu prüfen. Der Windgeschwindigkeitsbereich von 7-20 m/s in Tabelle 6.5 und Tabelle 6.6 deckt alle WEA-Klassen ab. ' J

18 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 18 7 Diskussion und Zusammenfassung Die Berechnung des Windfeldes (Weibull-Parameter, Windparks Markgrafneusiedl in NH durchgeführt. Energiedichte etc.) wurde für jede WEA des Dabei ist zu beachten, dass keine Windmessdaten am Standort des Projekts, insbesondere in Nabenhöhe der Anlagen, vorlagen, was eine Einschränkung der Genauigkeit der Ergebnisse verursacht. 7.1 Jährlicher Energieertrag Der Windpark Markgrafneusiedl besteht aus zwei Anlagen vom Typ Enercon E mit NH 98 m und einer geplanten WEA vom Typ Enercon E mit einer NH von m mit entsprechender Gesamtnennleistung von MW. Bei Voraussetzung einer technischen Verfügbarkeit der Anlagen von 100 % und ohne Ertragsverluste sowie ohne Unsicherheit der Windmodelle ergaben sich für die jährlichen Energieerträge mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 50 % (P50) für den gesamten Windpark vor Errichtung der Baurestmassendeponie,.Kies IV" bzw. nach Errichtung der Deponie mittlere jährliche Energieerträge von MWh/Jahr bzw MWh/Jahr. Der erwartete jährliche Energieertrag nimmt somit nach Errichtung der Baurestmassendeponie um 0.1 % leicht zu. Eine geringfügige Änderung der Windbedingungen in Nabenhöhe kann durch die Errichtung der Deponie in den Ergebnissen festgestellt werden. 7.2 Turbulenzintensität Die beiden Anlagen vom Typ Enercon E mit NH 98 m sind nach IEC , Edition 3 der WEA- dieser Deponie. Die geplante WEA vom Typ Enercon E mit einer NH von 135.Li m kann in beiden Fällen WEA-Klasse B nach IEC , Edition 3 zugeordnet werden. Es lässt sich festhalten, dass die Ergebnisse der Berechnungen zeigen, dass die Errichtung der Deponie keine Auswirkungen auf die Anlagenklassifizierung hinsichtlich Turbulenz hat. 7.3 Fragestellungen des Windparkbetreibers Von der Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH wurden am Fragestellungen des Windparkbetreibers (Windpark Markgrafneusiedl) übermittelt, die im folgenden Abschnitt auf Basis der Berechnungsergebnisse beantwortet werden. 1) Windkraftanlagen reagieren sehr sensibel auf Windturbulenzen. Eine möglichst lineare Anströmung auf die Rotorflächen ist für die Stromerzeugung aus Windkraft essenziell. Eine solche lineare Anströmung kann am ehesten dadurch erreicht werden, dass Windkraftanlagen nicht im Nahebereich von störenden Geländeformationen errichtet werden. Ein nachträgliches Errichten von künstlichen Geländeformationen würde die Grundlagen für die Investitionsentscheidung zur Errichtung von Windkraftanlagen nachträglich in Frage stellen. Das hier verfahrensgegenständliche Vorhaben beinhaltet eine Geländeüberhöhung im Firstbereich von bis zu 25,8 m. Damit würde sich der Abstand zwischen der Geländeoberkante und der Rotorunterkante ca. halbieren (nämlich von derzeit 63 Meter auf 3 7,2 Meter reduzieren). Eine solche Geländeüberhöhung im

19 ZAMG Stellungnahme Kies IV Juni 2018 Seite 19 umittelbaren Nahbereich zu unseren Wind-kraftanlagen würde ganz erhebliche Windturbulenzen auf die Rotorfläche auslösen. Diese Windturbulenzen würden unser Eigentum in dreifacher Hinsicht gefährden. Die Berechnungsergebnisse zeigen eine leichte Änderung der effektiven Turbulenzintensität um rund± 1 % für den untersuchten Windgeschwindigkeitsbereich (7-20 m/s) für die untersuchten Anlagen nach Errichtung der Deponie im Vergleich zur effektiven Turbulenzintensität vor Errichtung der Deponie (vergleiche Tabelle 6.5 und Tabelle 6.6). Die Turbulenzklasse A bzw. für die geplante Anlage die Turbulenzklasse B, die bereits vor Errichtung der Deponie für die Windenergieanlagen im Windpark Markgrafneusiedl anzusetzen waren, bleiben auch nach Errichtung der Deponie gültig. 2) Deutliche Schmälerung der Ertragskraft: Zum ersten würden derartige Turbulenzen die jährliche Ertragskraft aller drei An-lagen ganz erheblich schmälern. Es ist nämlich zu befürchten, dass eine so gravierende künstliche Geländeüberhöhung die lineare Anströmung auf die Windkraftanlagen gänzlich verunmöglichen würde. Das gilt sowohl für die Anströmung der Windkraftanlagen aus der Hautwindrichtung, als auch (durch die Stauwirkung der Geländeerhöhung) für die Anströmung aus anderen Windrichtungen. Daraus ist nicht nur eine bloß geringfügige, sondern eine ganz deutliche Schmälerung der Ertragskraft unseres Eigentums zu erwarten (vgl US , 38/2005/19-72 NÖ 380 kv-leitung Etzersdorf-Theiß II). Die Berechnungsergebnisse zeigen geringe Zunahmen von 0.1 % in der Einschätzung des gesamten Ertrags der drei untersuchten Anlagen vor Errichtung und nach Errichtung der Deponie, wie aus Tabelle 6.3 und Tabelle 6.4 hervorgeht.., 3) Gefährdung der Standfestigkeit der Anlagen: Es kann auch nicht ausgeschlossen werden, dass die zu befürchtenden Windturbulenzen auch die langfristige Standsicherheit der Windkraftanlagen gefährden. Es muss deshalb sachkundig mit dreidimensionalen Simulationen untersucht werden, ob die beantragte Geländeüberhöhung zu einer Gefährdung der Standsicherheit der Windkraftanlagen führen kann. Eine solche Gefährdung der Standsicherheit würde nicht nur zu einer Gefährdung unseres Eigentums führen, sondern auch zu einer Gefährdung von Leben und Gesundheit von Menschen. Zur Prüfung der Gefährdung der Standsicherheit muss auch eine Auskunft des Windkraftanlagenhersteller (= Enercon GmbH, Deutschland) zu den Fragen eingeholt werden a. ob es durch die Geländeüberhöhung zu erhöhten Lasten für die Windkraftanlagen kommen wird, und b. ob all dies die Standfestigkeit der Windkraftanlagen beeinträchtigen kann. Windenergieanlagen sind je nach Bauart auf verschiedene Turbulenzklassen ausgelegt, um die Standsicherheit garantieren zu können. Auch wenn die effektive Turbulenzintensität im untersuchten Windpark durch die Errichtung der Deponie zum Teil leicht erhöht wird, bleibt die anzusetzende Turbulenzklasse für die jeweilige Anlage die gleiche (siehe auch die Antwort zu Frage 1). Dadurch ergibt sich, dass die Standsicherheit der auf diese Turbulenzklassen ausgelegten Windenergieanlagen auch nach Errichtung der Deponie weiterhin gegeben ist. 4) Verringerung der Lebensdauer und Erhöhung der Kosten der Anlagen: Durch die zu erwartenden erheblichen Turbulenzen ist überdies zu befürchten, dass sich durch die höhere mechanische Belastung die Lebensdauer der Windkraftanlagen signifikant verkürzen wird. Ebenso ist zu befürchten, dass sich wegen dieser höheren Belastung der Wartungs-und Reparaturaufwand erhöhen wird. Durch beides wird unser Eigentum materiell entwertet. Zur Prüfung des Umfangs der Verkürzung der Lebensdauer und der Erhöhung des Wartungs- und Reparaturaufwand muss eine Auskunft des Windkraftanlagenhersteller (= Enercon GmbH, Deutschland) zu den Fragen eingeholt werden, a. ob es durch die Geländeüberhöhung zu einem erhöhten Verschleiß von An-lagen teilen kommen wird,

20 ZAMG Stellungnahme Kies IV lum 2018 Seite 20 b. ob es zu erhöhten Wartungs- und/oder Reparaturaufwendungen kommen wird und c. in welchem Umfang dies die Lebensdauer der Windkraftanlagen beeinträchtigen kann. Die Hersteller von Windenergieanlagen garantieren eine bestimmte Lebensdauer für ihre Anlagen, basierend auf der anzusetzenden Turbulenzklasse. Da sich die Turbulenzklasse durch die Errichtung der Deponie nicht ändert (siehe auch die Antwort zu Frage 1), ist nicht mit einer Verkürzung der Lebensdauer der Windenergieanlagen im untersuchten Windpark nach Errichtung der Deponie zu rechnen. Ob die teilweise leichte Erhöhung der effektiven Turbulenzintensität um rund 1 % zu erhöhtem Verschleiß von Anlagenteilen oder zu erhöhten Wartungs-/Reparaturkosten führt, kann an dieser Stelle nicht beantwortet werden und müsste vom Anlagenhersteller eine diesbezügliche Auskunft eingeholt werden. 5) Erschütterungen: Aufgrund der großen Nähe des Deponieprojekts zu den Windkraftanlagen können auch t.rschütterungen durch die Haufahrzeuge negative Auswirkungen auf die Standfestigkeit der Windkraftanlagen haben. Auch dadurch würde eine Gefährdung des Lebens und der Gesundheit von Menschen (und eine Gefährdung unseres Eigentums) entstehen. Solche möglichen Auswirkungen müssen daher untersucht werden. Jede Gefährdung der Standsicherheit der Anlagen durch Erschütterungen ist zu vermeiden und wäre daher genehmigungshindernd Erschütterungen durch Baufahrzeuge und eventuelle Auswirkungen auf die Standsicherheit der drei Windenergieanlagen wurden im Rahmen dieser Stellungnahme nicht untersucht. Zentra la nsta lt für Meteorologie und Geodynamik Wien, DI Dr. Hung Viet Tran (Gutachter) Raphaela Ryslavy, MSc (Prüferin)

21 ZAMG Stellungnahme Kies IV!uni 2018 Seite 21 8 Literatur und Quellen [1] International Standard IEC ; Third edition ; Wind turbines - Part 1: Design requirements [2] Angaben, Übersichtsplan, Rekultivierungsplan und Lageplan der geplanten Deponie sowie Angaben zum Anlagentyp der Windenergieanlagen, zur Verfügung gestellt von Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH am > [3] Koordinaten der Windenergianalagen und Höhenschichtplan der geplanten, zur Verfügung gestellt von Rohrdorfer Baustoffe Austria GmbH am und am [4] Leistungskennlinien und Schubbeiwerte der WEA-Typen; zur Verfügung gestellt vom Hersteller über Wind Pro 3.1 [5] Messdaten erfasst mit teilautomatischen Wetterstationen (T AWES) betrieben von der ZAMG, weiterführende Informationen zu den Stationen verfügbar über mg.a c.at/ ems/ de/kl i ma/mess netze/wetterstationen [6] Multi-methodical realization of Austrian climate maps for ; J. Hiebl, S. Reisenhofer, I. Auer, R. Böhm and W. Schöner. Advances in Science & Research 6, 19-26, doi: /asr ; pdf [7] WAsP 11, Wind Atlas Analysis and Application Program, Version 11; DTU Wind Energy, Ris0 Campus, Roskilde, Denmark. [8] WindSim 9, Version 9; WindSim AS, Fjordgaten 15, N-3125 Tonsberg, Norway. [9] WAsP Engineering 3, Version 3; DTU Wind Energy, Rise Campus, Roskilde, Denmark. [10] WindFarm, Version 4; ReSoft Ltd. [11] Windfarm Assessment Tool (WAT), Version 4.0, December 2011; Rise DTU, Roskilde, Denmark [12] WindPRO Version 3.1; EMD International A/S [13] Messdaten der NUMBIS Station Deutsch Wagram, zur Verfügung gestellt vom Amt der NÖ Landesregierung, Abteilung BD4 - Umwelttechnik, Referat Luftgüteüberwachung [14] Digitales Geländemodell des Standorts und der Standortumgebung: Gebiet 27 x 27 km als Rasterdaten mit 50 m-auflösung; Quelle: BEV [15] Frandsen, St. T.: Turbulence and turbulence-generated fatigue loading in windturbine clusters; Wind Energy Department, Rise National Laboratory, Roskilde, Denmark; Ris0-Rll88(EN), November 2005 [16] Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt): Richtlinie für Windenergieanlagen. Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung, Fassung Oktober 2012; Schriften des Deutschen Instituts für Bautechnik, Reihe B, Heft 8

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