FRAUNHOFER-INSTIT UT FÜR WINDENE RGI E UND ENERGIESYST EMT ECHNIK, IWES STELLUNGNAHME ZUM WINDGUTACHTEN Helfholz (cube Engineering GmbH)
Ansprechpartner: Paul Kühn Saskia Hagemann Tobias Klaas Lukas Pauscher Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, IWES in Kassel und Bremerhaven.
Inhalt 1 Präambel... 4 2 Stellungnahme... 5 2.1 Standort der geplanten Anlagen... 5 2.2 Windklima und Referenzanlagen... 5 2.3 Langzeitbezug... 6 2.4 Unsicherheit... 6 2.5 Fazit... 7 Fraunhofer IWES Stellungnahme Windgutachten 3 7
1 Präambel Präambel Das Fraunhofer IWES gibt im Folgenden eine Stellungnahme zum vorliegenden Windgutachten ab. Dabei wurde das Gutachten auf Plausibilität, Nachvollziehbarkeit, Vollständigkeit, Dokumentation der Arbeitsschritte, die Auswahl der eingehenden Daten sowie Methodik bei der Modellierung untersucht. Die Bewertung basiert entsprechend allein auf einer kritischen Evaluierung der im Gutachten beschriebenen Methodik und Ergebnisse. Die Korrektheit der im Gutachten durchgeführten Berechnungen (Ertragsprognose, mittlere Windgeschwindigkeit in 140 m Höhe, Unsicherheitsabschätzung) kann das Fraunhofer IWES im Rahmen dieses Gutachtens nicht prüfen. Es wird aber überprüft, ob die Ergebnisse ausführlich dokumentiert und nachvollziehbar sind. Fraunhofer IWES Stellungnahme Windgutachten 4 7
2 Stellungnahme Stellungnahme Das vorliegende Windgutachten für den Standort Helfholz wurde von der Firma cube Engineering GmbH im Auftrag der Gemeinde Biebertal erstellt. Es umfasst eine Beurteilung des Windverhältnisses und eine Ertragsprognose für einen Referenzpunkt die zwei WEA des Typen VESTAS V112/3.0MW (Nabenhöhe 140 m) umfassen. 2.1 Standort der geplanten Anlagen Der Standort wurde bei einem Vorortbesuch begangen und evaluiert. Hierbei wurden die topographischen Gegebenheiten wie Rauigkeiten aufgenommen und fotographisch dokumentiert. Das Vorgehen wurde für die Vergleichsstandorte wiederholt. Die Höhendaten wurden in einem Gebiet von 20 x 20 km² auf Basis von topographischen Karten (Maßstab 1:25000) erfasst. Im Nahbereich (bis ca. 3 km Radius) wurden die Daten manuell aus topographischen Karten (1:25.000) digitalisiert, in der näheren Umgebung (3 bis 10 km Entfernung) mit Hilfe des SRTM3-Höhendatensatzes generiert. Die Geländerauigkeit wird anhand der Konventionen des European Windatlas in einem Umkreis von bis zu 20 km auf Grundlage von Luftbildern, topographischen Karten und den Ergebnissen der Standortbegehung bestimmt. Hindernisse die ¼ der geplanten Nabenhöhe überschreiten finden sich in 1 km Umkreis um den geplanten Standort nicht. Auf Grund des Waldstandortes wird allerdings eine Verschiebungshöhe von 18 m berücksichtigt. Die gewählten Gebietsmaße für diese Beurteilungen sind ausreichend gewählt. Die Beschreibung der Umgebung wurde gründlich und den relevanten Standards zur Genüge durchgeführt. 2.2 Windklima und Referenzanlagen Um ein repräsentatives Windklima für den Standort zu erhalten, wird ein alternatives Vorgehen zu der üblichen Nutzung von Wetterstationen verwendet. Als Datenbasis dienen die Winddaten des Windatlas Deutschland (anemos GmbH). Windgeschwindigkeiten werden hierbei flächendeckend für Deutschland mit dem mesoskaligen Modell MM5 unter Verwendung von NCAR-Reanalysedaten für Höhen zwischen 80 und 140m über Grund berechnet. Aus den vorliegenden 28.000 Windstatistiken werden die jeweils nächstgelegenen zum Standort für das Gutachten verwendet. Die Anwendbarkeit solcher regionalen Windstatistiken wurde nach Angaben des Gutachters anhand von einer Vielzahl von Vergleichsanlagen überprüft. Der Gutachter sieht diese Methode für komplexes Gelände als vorteilhaft an, im Vergleich zur Verwendung von entfernten und oftmals nicht repräsentativen Wetterstationen. Diese Herangehensweise unterscheidet sich von der Nutzung von Windmessungen, da hier modellierte Daten Eingang finden. Ein dokumentierter Vergleich zwischen den beiden Vorgehensweisen liegt nicht vor. Zur Plausibilisierung des Modells werden 16 Anlagen an sechs verschiedenen, ebenfalls durch Vorortbesuche besichtigte, Referenzstandorten in einer Entfernung von 15 bis 34 km verwendet. Für die Vergleichsstandorte lagen Ertrags- und Verfügbarkeitsdaten vor. Die Fraunhofer IWES Stellungnahme Windgutachten 5 7
Nabenhöhen liegen zum Teil deutlich unter der geplanten, es existieren aber auch drei, die zumindest 100 m überschreiten (Spanne der Nabenhöhen: 50-105 m), die vorliegenden Messzeiträume sind mit 19-107 Monaten als ausreichend zu beurteilen. Die Übertragbarkeit der Vergleichsstandorte wird besonders auf Grund ihrer relativ weiten Entfernung ausführlich diskutiert, der Gutachter befindet die verwendeten Anlagen für repräsentativ und berücksichtigt die erhöhte Entfernung durch eine Erhöhung der Unsicherheiten. Für den Standort Hirzenhain lagen nur für eine der drei Anlagen vor Ort Ertragsdaten vor, eine eindeutige Zuordnung der Ertragsdaten zu einer Anlage ist dem Gutachter nicht möglich gewesen. Bei der Berechnung der Reproduktionsgüte wurde deswegen der Mittelwert aus den drei möglichen WEA Standorten gewählt. Für eine Anlage am Standort Schelderwald wurde der Ertrag sehr stark überschätzt und die Anlage von weiteren Betrachtungen ausgeschlossen. Der Gutachter gibt an, dass für diesen Standort Probleme mit Eisansatz bekannt sind. Für zwei Anlagentypen wurde auf Grund bekannter Kennlinienungenauigkeiten eine Korrektur vorgenommen. Die einzelnen Reproduktionsergebnisse bzw. Reproduktionsbereiche der Vergleichsstandorte werden nicht im Detail erläutert, die mittleren Reproduktionsergebnisse pro Park liegen zwischen 89% und 111%. Die Übereinstimmung ist im Mittel als gut einzustufen. Stellungnahme Der Gutachter weist auf einen benachbarten Windpark hin (Windpark Hohenahr), dessen Ertragsergebnisse bei zukünftiger Verfügbarkeit die Unsicherheiten deutlich reduzieren könnten. Das Vorgehen erfüllt die für Windgutachten üblichen Standards. 2.3 Langzeitbezug Um mögliche Inkongruenzen der Windpotential-Abschätzung aufgrund von dekadischen Trends oder langjährigen Fluktuationen zu berücksichtigen, werden die Simulationsergebnisse anhand einer Windindexkorrektur verifiziert, analog geschieht dies mit Reanalysedaten. Beide Ergebnisse werden gewichtet für den Bezugsertrag verwendet. Der Langzeitbezug wurde auf Basis des BDB-Ertragsdatenindex (Version 2011) mit dem erweiterten Verfahren (Regressionsrechnung zw. Monatsdaten der Anlagendaten und dem regionalen Windindex) erstellt, parallel dazu findet diese Auswertung mit MERRA- Reanalysedaten statt Zusätzlich wird mit einem hauseigenen Index (CUBE_2012) der sich aus diesen beiden Datenquellen zusammensetzt verglichen. Es wird erwähnt, dass der negative Trend des verwendeten BDB-Index auch in der Version 2011 die Unsicherheit erhöht. Da diese Vorgehensweise einen Ertragsindex und Daten aus Wettermodellen verwendet kann sie als gründlich bewertet werden und entspricht dem Standard für Windgutachten. 2.4 Unsicherheit Das vorliegende Gutachten quantifiziert die Unsicherheit in der Ertragsprognose in vier verschiedenen Bereichen. Für die Teilbereiche wird nur teilweise ausführlich beschrieben welche Unsicherheiten hier Eingang finden, so findet z.b. die Auswirkung der komplexen Orographie, die Bewaldung des Standortes sowie die hohe Nabenhöhendifferenz Eingang. Es gibt nur teilweise detailliertere Aufschlüsselungen, wie es zu den Werten der einzelnen Komponenten kommt, jedoch basieren diese Werte oft auf Erfahrungswerten, so dass genaue Angaben entsprechend schwierig zu machen sind. Das Vorgehen entspricht dem Standard für Windgutachten. Fraunhofer IWES Stellungnahme Windgutachten 6 7
Stellungnahme 2.5 Fazit Das Gutachten führt eine gründliche Analyse des zu bewertenden Standorts durch, besonders die Berücksichtigung mehrerer Datenquellen beim des Langzeitbezugs ist hier hervorzuheben. Die Auswahl des Windklimas und der Vergleichsanlagen werden plausibel präsentiert, die Begründungen sind logisch, nachvollziehbar und gut dokumentiert. Zur Modellierung wurde auf die anerkannten und verbreiteten Computermodelle/Softwaretools WAsP und WindPro zurückgegriffen. Die Abschätzung der Unsicherheiten ergibt sich soweit wie möglich aus den durchgeführten Berechnungen und erscheint plausibel. Abschließend lässt sich sagen, dass das Gutachten sorgfältig und dem Stand der Technik entsprechend durchgeführt wurde. Fraunhofer IWES Stellungnahme Windgutachten 7 7