Windenergieanlagen (WEA) - Chancen und Risiken - RLFB 15.3.2015 am Ortenburg-Gymnasium Oberviechtach Prof. Dr.-Ing. Stefan Beer Windenergie 1
Inhalt Energiewende <-> Windenergie Physikalische (fluiddynamische) Grundlagen der Windenergienutzung Technische Grundlagen großer WEA Ertragsprognosen Windmesstechnik Genehmigungsfragen Ausblick Windenergie 2
Energiewende Vision einer globalen Energieversorgung auf der Basis erneuerbarer Energien in Exa-Joule bzw. 10 18 J (Quelle: WBGU) Windenergie 3
Energiewende Windenergie 4
Energiewende Windenergie 5
Energiewende Windenergie 6
Grundlagen Windenergie 7 Quelle: Gasch, Twele
Grundlagen Quelle: Gasch, Twele Windenergie 8
Grundlagen (Berechnung) Windenergie 9
Grundlagen (aerodynamischer Auftrieb am Tragflügel) Quelle: Gasch Windenergie 10
Grundlagen (Grenzschicht) Quelle: Gasch, Twele Windenergie 11
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
Technik von WEA Getriebelose Bauart mit Synchrongenerator (fremderregt) Windenergie 13
Technik von WEA Bauart mit Getriebe und permanent erregtem Synchrongenerator Quelle: Vestas V112-3.0 MW Windenergie 14
Technik von WEA Bauart mit Getriebe und doppelt gespeistem Asynchrongenerator Quelle: Nordex Generation Delta, z.b. Bürgerwindwindpark Schnaittenbach, N117-2,4 MW Windenergie 15
Technik von WEA Bauart mit Getriebe und doppelt gespeistem Asynchrongenerator Quelle: Nordex Generation Delta Windenergie 16
Technik von WEA Fundamente http://de.wikipedia.org/wiki/windkraftanlage#mediaviewer/datei:tripodenbhvco lumb070413_017.jpg http://de.wikipedia.org/wiki/windkraftanlage#mediaviewer/datei: WEA-Fundament.jpg Windenergie 17
Technik von WEA Türme: Bsp. Bögl Hybridturm Quelle: Bögl, Neumarkt Windenergie 18
Windpotenzial: Bayern Bayerischer Windenergieatlas, März 2014 Windenergie 19
Windmessung und Ertragsprognosen Messtechnik Quelle: Meier, P. TÜV- Süd Windenergie 20
Windmessung und Ertragsprognosen Remote Sensing: LIDAR (light & radar) Quelle:www.leosphere.com Windenergie 21
Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Ammonit Quelle: Gasch/Twele Quelle: Gasch Windenergie 22
Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Gasch/Twele Windenergie 23
Windmessung und Ertragsprognosen Physikalische Grundlagen Quelle: Fraunhofer, ISE, 2015 Windenergie 24
Genehmigungsverfahren Übersicht Quelle: Gasch/Twele Windenergie 25
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) 120 100 80 60 40 20 Bsp.: Abnahme des Schalldruckpegels ohne Absorption und Zuschläge für Ton- und Impulshaltigkeit (Ausgangspegel: 105 db(a) 0 0 500 1000 1500 2000 Abstand von der WEA [m] Windenergie 26
Genehmigungsverfahren Lärmschutz Quelle: LfU Bayern, LUBW Windenergie 27
Genehmigungsverfahren Lärmschutz http://www.bmub.bund.de/themen/luft-laermverkehr/laermschutz/laermschutz-im-ueberblick/was-ist-laerm/ Windenergie 28
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.de/cms/detail.php/bb1.c.312579.de 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
Genehmigungsverfahren Vogelschlag USA SOURCE: A. MANVILLE, US FISH AND WILDLIFE SERVICE Windenergie 31
Ausblick - 1 Windenergie 32
Ausblick - 2 Neue Speicherkonzepte: Power to Gas Quelle: Schmid, Sterner Windenergie 33