Windenergieanlagen (WEA) - Chancen und Risiken -

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Jonas Gärtner
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1 Windenergieanlagen (WEA) - Chancen und Risiken - RLFB am Ortenburg-Gymnasium Oberviechtach Prof. Dr.-Ing. Stefan Beer Windenergie 1

2 Inhalt Energiewende <-> Windenergie Physikalische (fluiddynamische) Grundlagen der Windenergienutzung Technische Grundlagen großer WEA Ertragsprognosen Windmesstechnik Genehmigungsfragen Ausblick Windenergie 2

3 Energiewende Vision einer globalen Energieversorgung auf der Basis erneuerbarer Energien in Exa-Joule bzw J (Quelle: WBGU) Windenergie 3

4 Energiewende Windenergie 4

5 Energiewende Windenergie 5

6 Energiewende Windenergie 6

7 Grundlagen Windenergie 7 Quelle: Gasch, Twele

8 Grundlagen Quelle: Gasch, Twele Windenergie 8

9 Grundlagen (Berechnung) Windenergie 9

10 Grundlagen (aerodynamischer Auftrieb am Tragflügel) Quelle: Gasch Windenergie 10

11 Grundlagen (Grenzschicht) Quelle: Gasch, Twele Windenergie 11

12 Technik von WEA Schwerpunkt: Moderne, große Dreiflügler zur Stromerzeugung REpower 5M bei Brunsbüttel, 2004 (heute Senvion SE) Quelle: Prof. Dr. Beckert, TU Bergakademie Freiberg, Skript 2008 Windenergie 12

13 Technik von WEA Getriebelose Bauart mit Synchrongenerator (fremderregt) Windenergie 13

14 Technik von WEA Bauart mit Getriebe und permanent erregtem Synchrongenerator Quelle: Vestas V MW Windenergie 14

15 Technik von WEA Bauart mit Getriebe und doppelt gespeistem Asynchrongenerator Quelle: Nordex Generation Delta, z.b. Bürgerwindwindpark Schnaittenbach, N117-2,4 MW Windenergie 15

16 Technik von WEA Bauart mit Getriebe und doppelt gespeistem Asynchrongenerator Quelle: Nordex Generation Delta Windenergie 16

Technik von WEA Fundamente http://de.wikipedia.

17 Technik von WEA Fundamente lumb070413_017.jpg WEA-Fundament.jpg Windenergie 17

18 Technik von WEA Türme: Bsp. Bögl Hybridturm Quelle: Bögl, Neumarkt Windenergie 18

19 Windpotenzial: Bayern Bayerischer Windenergieatlas, März 2014 Windenergie 19

20 Windmessung und Ertragsprognosen Messtechnik Quelle: Meier, P. TÜV- Süd Windenergie 20

21 Windmessung und Ertragsprognosen Remote Sensing: LIDAR (light & radar) Quelle: Windenergie 21

22 Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Ammonit Quelle: Gasch/Twele Quelle: Gasch Windenergie 22

23 Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Gasch/Twele Windenergie 23

24 Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Fraunhofer, ISE, 2015 Windenergie 24

25 Genehmigungsverfahren Übersicht Quelle: Gasch/Twele Windenergie 25

26 Schalldruckpegel am Immissionsort db(a) TA-Lärm Nutzungsart Genehmigungsverfahren Lärmschutz Kurzbezeic hnung Zeitraum Beurteilungs pegel [-] [-] [-] [db(a)] Industriegebiete GI 70 Gewerbegebiete Kerngebiete, Dorfgebiete, Mischgebiete Allg. Wohngebiete, Kleinsiedlungsgebiete Reine Wohngebiete Kurgebiete, Krankenhäuser, Pflegeanstalten Tag: 6:00-22:00 Nacht: 22:00-6:00 GE MD / MI WA / WS WR S Tag 65 Nacht 50 Tag 60 Nacht 45 Tag 55 Nacht 40 Tag 50 Nacht 35 Tag 45 Nacht 35 Hinweise: Eine Steigerung des Pegels um 3 db(a) wird als Verdoppelung der wahrgenommenen Lautstärke empfunden Eine Verdoppelung des Abstandes führt zur Absenkung der Lautstärke um 6 db(a) Bsp.: Abnahme des Schalldruckpegels ohne Absorption und Zuschläge für Ton- und Impulshaltigkeit (Ausgangspegel: 105 db(a) Abstand von der WEA [m] Windenergie 26

27 Genehmigungsverfahren Lärmschutz Quelle: LfU Bayern, LUBW Windenergie 27

28 Genehmigungsverfahren Lärmschutz Windenergie 28

29 Genehmigungsverfahren Schattenwurf Quelle: Windenergie in Bayern, Bayerisches Landesamt für Umwelt, 2013 Windenergie 29

Genehmigungsverfahren Umweltrelevante Effekte Disco-Effekt: Sonnenreflektion von Rotorblättern (matte Lackierung!) Fledermaus- und Vogelschlag: Vogeldatei seit 1989, siehe http://www.lugv.brandenburg.

30 Genehmigungsverfahren Umweltrelevante Effekte Disco-Effekt: Sonnenreflektion von Rotorblättern (matte Lackierung!) Fledermaus- und Vogelschlag: Vogeldatei seit 1989, siehe Naturschutzgebiete Eiswurf: Heute beheizbare Rotorblätter oder Abschaltung Quelle: Alpine Test Site Guetsch, Schweiz, Schlussbericht Landschaftsbild: Sehr subjektiv und nicht genehmigungsrelevant! Weiterführende Literatur: Windenergie in Bayern, Bayerisches Landesamt für Umwelt Windenergie 30

31 Genehmigungsverfahren Vogelschlag USA SOURCE: A. MANVILLE, US FISH AND WILDLIFE SERVICE Windenergie 31

32 Ausblick - 1 Windenergie 32

33 Ausblick - 2 Neue Speicherkonzepte: Power to Gas Quelle: Schmid, Sterner Windenergie 33

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