Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Die Nutzung der Windkraft im Binnenland steht anspruchsvolleren Bedingungen gegenüber als in küstennahen Gebieten. Trotz der im Durchschnitt niedrigeren Windgeschwindigkeiten, eingeschränkter Standortverfügbarkeit und unregelmäßiger Strömungsverhältnisse können dank fortschrittlicher Technologie und sorgfältiger Projektplanung Windkraftanlagen auch im Binnenland wirtschaftlich erfolgreich betrieben werden, um klimaschonende Energie zu erzeugen.

Die Bundesregierung verfolgt laut ihrem Energieprogramm das Ziel, den Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch bis 2020 auf mindestens 35 % zu steigern. Für die Windenergie ist dabei im aktuellen EEG ein regulärer Ausbaupfad von etwa 2.500 MW zusätzlicher installierter Leistung jährlich vorgesehen. Dies liegt geringfügig über dem langjährigen Mittel des Windkraftzubaus in Deutschland, allerdings merklich unter den zuletzt rasanten Zubauraten.

Ende 2015 betrug der Anteil der Windenergie am deutschen Bruttostromerzeugung ca. 13,3 %, womit sie etwas mehr als ein Drittel des Beitrags aller Erneuerbaren Energien zur Stromversorgung erbrachte, die installierte elektrische Leistung besaß einen Umfang von rund 40.000 MW an Land. Ein weiterer kontinuierlicher Zubau von Windkraftkapazitäten ist erforderlich, um die Zielvorgaben zu erreichen. Dazu gehört die deutschlandweite Nutzung des verfügbaren Winddargebots.

Die von Höhenzügen, Tallagen und zahlreichen Hindernissen geprägte Geländebeschaffenheit von Binndenlandstandorten führt zu komplexen Windströmungsverhältnissen. Um diese effizient nutzen zu können, ist eine an die Gegebenheiten angepasste Anlagentechnologie vorausgesetzt. Solche Anlagen sind im Durchschnitt deutlich höher als Anlagen in Küstennähe oder auf See, verfügen über größere Rotordurchmesser sowie verhältnismäßig kleine Generatoren. Häufig spricht man in diesem Zusammenhang auch von Schwachwindanlagen: Die Nabenhöhen liegen etwa zwischen 130 und 150 Meter, die Rotordurchmesser messen über 100 Metern und die Generatorleistung beträgt zwischen 2 MW und 3 MW. Durch diese Anlagendimensionen kann der wirtschaftliche Betrieb von Windenergieanlagen auch im Binnenland sichergestellt werden.

Die neue Windenergieanlagengeneration für Schwachwindstandorte zeichnet sich aus durch:

  • Große Nabenhöhe: Natürliche Unebenheiten wie z. B. Hügel, Wälder oder Bebauung im Inland stellen Windhindernisse dar, die die Windgeschwindigkeiten auf ein niedrigeres Niveau „herabdrosseln“ und zu Turbulenzen sowie unregelmäßigen Strömungen führen. Der Einfluss der Oberflächenrauigkeit nimmt jedoch mit zunehmender Höhe ab. Mit jedem Meter mehr an Höhe kann daher mehr Ertrag erzielt werden (bis zu 1 % je Meter). Daher beläuft sich der Stand der Technik von Binnenlandanlagen auf Nabenhöhen von bis zu 160 Meter. Da die Geschwindigkeitsgradienten ab diesen Höhenbereichen jedoch nicht mehr substantiell zunehmen, werden die Nabenhöhen langfristig kaum über diesen Bereich hinauswachsen.
  • Großer Rotordurchmesser: Mit Hilfe der Rotorblätter wird die Windenergie in elektrische Energie umgewandelt. Sie „ernten“ die kinetische Energie des Windes. Je länger die Rotorblätter sind, desto größer ist die von den Rotoren überstrichene, aerodynamisch wirksame Fläche und desto mehr Energie können sie aus dem Wind entnehmen. Mit doppelter Rotorspannweite vervierfacht sich die von den Flügeln überstrichene Fläche, auf der der Wind „geerntet“ werden kann. Die überstrichene Rotorfläche wird häufig auch Erntefläche genannt.

 

Von den beträchtlichen technischen Verbesserungen der Windanlagentechnik (größere Nabenhöhen, längere Rotordurchmesser etc.) können auch bereits seit längerem genutzte Windanlagenstandorte profitieren. Indem veraltete Windtechnologie durch neue und effiziente Anlagen ersetzt wird ("Repowering"), können sie ihre Energieausbeute deutlich erhöhen. Die gleiche Energiemenge kann durch leistungsfähigere Anlagen schon mit weniger Windrädern erzeugt werden. Somit lassen sich an Standorten, die sich für die Windenergienutzung bereits bewährt haben, auf gleicher Fläche deutlich größere Energiemengen erzeugen. Der Flächenverbrauch verringert sich und die Umweltauswirkungen werden durch die geringere Anlagenzahl je Fläche minimiert.


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