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11 | 2015

Erneuerbare Energien Im

Erneuerbare Energien Im Bild der Einsatz einer Flugdrohne, die im Rahmen einer gesetzlich vorgeschriebenen Prüfung Bilder für eine lückenlose Dokumentation liefert. Bild: TÜV Süd Mehr Investitionssicherheit mit neuen Vorgaben für Windgutachten Präzisere Ertragsprognosen WINDENERGIE | Wird der Windpark genug Erträge liefern, so dass er wirtschaftlich betrieben werden kann? Zu optimistische Vorhersagen haben in der Vergangenheit nicht selten zu verminderten Erträgen geführt. Neue Vorgaben für Windgutachten verbessern nun die Erfolgschancen für Betreiber und Investoren. Windexperten vom TÜV Süd haben ein Verfahren entwickelt, das auch die Kriterien der aktuellen technischen Richtlinie TR 6 der Fördergesellschaft Windenergie erfüllt. Wie rentabel ein Windparkprojekt ist, hängt vor allem von einer Frage ab: Wie sind die Windverhältnisse an dem geplanten Standort? Windmessungen und detaillierte Analysen der lokalen Windund Wetterdaten bilden die Basis, um in lokalspezifischen Einzelprüfungen gemäß der technischen Richtlinien der Fördergesellschaft Windenergie (FGW) zu klären, ob der Wind am Standort oft und kräftig genug weht, damit die Anlagen wirtschaftlich betrieben werden können. Trotz der bestehenden methodischen Vorgaben lieferten viele Windparks jedoch weniger Strom als in den Ertragsprognosen ausgewiesen wurde. Entsprechend geringer fielen die Gewinnmargen aus. Das wiederum führte zu sinkendem Vertrauen von Banken und Investoren, die die Aussagekraft der Dokumente zunehmend bezweifelten. Näher an der Realität Die Ursache: Häufig bestanden teils zu große Ermessens- oder Interpretationsspielräume bei der Erstellung von Windgutachten. Um diesen Mangel zu beheben, hat die FGW die Technische Richtlinie Teil 6 (TR 6) überarbeitet und strenger gefasst 1 . Denn damit die Erträge realistisch prognostiziert werden können, wird ein Mindestmaß an geeigneten Informationen am und um den geplanten Standort herum benötigt. Um diese zu erhalten, spielen verschiedene Aspekte und methodische Vorgehensweisen eine Rolle. Sie betreffen die Qualität der Eingangsdaten für die Berechnungen ebenso wie die Art und Weise der projekt- und standortspezifischen Windmessungen und ihre Auswertung. Wichtig dafür ist, dass Referenzertragsdaten anderer Windenergieanlagen (so genannter Validierungsanlagen) herangezogen werden oder aber Daten von Windmessungen, die nicht weiter als 10 km entfernt vom geplanten Standort liegen. Bei komplexer Geländetopographie stellt die überarbeitete TR 6 noch striktere Anforderungen: Liegen zwischen den Messpunkten der Datenbasis und dem Standort der geplanten Anlagen Steigungen größer als 10 % oder Höhenunterschiede größer als 50 m, dürfen nur solche Daten bei der Ertragsprognose und im Windgutachten berücksichtigt werden, die maximal 2 km entfernt vom Projektstandort erhoben wurden. Zusätzlich wurden auch die Vorgaben zum Verhältnis von realen Mess- zu den geplanten Nabenhöhen konkretisiert. Die Neuerungen der TR 6 betreffen damit im Kern die Aussagekraft und die Repräsentativität von Windmessungen und Vergleichs-WEA und insbesondere auch die Anwendung der lasergestützten Lidar- Windmessungen. Denn entscheidende Fragen spielten in der Vergangenheit häufig eine untergeordnete Rolle: Ist der Messzeitraum repräsentativ? Sind die 1 ) FGW e. V. – Fördergesellschaft Windenergie und andere erneuerbare Energien: Technische Richtlinien für Windenergieanlagen Teil 6 – Bestimmung von Windpotenzial und Energieerträgen; 9. Revision vom 22.9.2014. 56 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 11

Erneuerbare Energien Daten und Ergebnisse statistisch abgesichert, so dass Rückschlüsse auf 20 Betriebsjahre möglich sind? Kurz: Bilden die Messungen die Wirklichkeit realistisch ab? Qualitätssicherung bei allen Wetterlagen Neue, wirtschaftliche Verfahren sind deshalb gefragt, die auch in kurzen Messzeiträumen die variablen Parameter wirklichkeitsnah beschreiben. Dazu zählen insbesondere die Windgeschwindigkeit im Tagesverlauf, die Windgeschwindigkeit im gesamten Jahresverlauf, die Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit zur Höhe über Grund und die Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit zur Windrichtung. Denn es sind insbesondere diese Faktoren, die von Standort zu Standort stark variieren und als Unbekannte in der Gleichung den größten Einfluss auf die tatsächlichen Erträge eines Windparks haben. Dieser Aspekt wird von der aktualisierten TR 6 stärker betont, und die IV. LIDAR zur Windprofilvalidierung Exemplarische Windprofile ohne (links) und mit Wald. Dazu wird die Wind - geschwindigkeit (Abszisse) mit der Höhe über Grund (Ordinate) in Beziehung gesetzt. Prinzipiell nimmt die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zu. Doch wie ausgeprägt diese Zunahme tatsächlich ist, variiert von Standort zu Standort und hängt unter anderem von der Geländestruktur ab (zum Beispiel Waldgebiete). Windprofile eines Standorts zu unterschiedlichen Jahreszeiten. Deutlich wird nicht nur, dass der Wind im Winter stärker weht. Auch die Zunahme der Windgeschwindigkeit in höheren Luftschichten ist größer als im Sommer. Sachlage spiegelt sich in den strikteren Anforderungen wieder. Seite 6 von 6 Unsere Zeichen/Erstelldatum: IS-FSW-RGB/ / 09. Dezember 2014 Daten aus Die Windexperten vom TÜV Süd haben unter der Maßgabe der TR 6 ein optimiertes dem Umland zu validieren, Messverfahren entwickelt, mit dem in TÜV SÜD Industrie Service GmbH 29.10.2015 23. Windenergietage, Potsdam Folie 1 verhältnismäßig kurzer Zeit aussagekräftige zu fen, überprü- Tendenzen und zu den Technischen Richtlinien konforme Ertragsprognosen und Windgutachten möglich sind. Dazu werden die Mess- oder Ertragsdaten vom Standort oder aus dem Umland ergänzt, wenn sie für sich allein genommen kein regel - zu bestäti- gen und Fehlannahmen zu korrigieren. Das leistet die neue Methode werks konformes Gutachten ermöglichen. von TÜV Süd, Das ist beispielsweise der Fall, wenn sie das bereits genannte Distanzkriterium die eine häufig kostengünstige von 10 beziehungsweise 2 km oder das und Höhenkriterium von zwei Drittel der geplanten Nabenhöhe verletzen. Häufigkeitsverteilungen der Windrichtungen für ein gesamtes Jahr (links) und che Alternati- Abbildung 3: Vergleich einer Jahreswindrose (links) mit einer 3-Monats-Rose (rechts). wirtschaftli- - Sollte eine dreimonatige eine Klasse Messung im Verhältnis (rechts), zu Ihrer angegeben typischen in Prozent Jahreshäufigkeit pro 30 °-Sektor. (im Rahmen Wenn der o.g. die Verteilungen Bandbreite) zu wie oft hier in der recht Messperiode unterschiedlich aufgetreten sind, dann sein, werden sind laut die FGW entsprechenden TR 6 ve zu den Datensätze mit Lidar-Messungen Messdaten Korrekturmaßnahmen dieser Klasse zulässig reduziert, – vorausgesetzt, um eine typische die Daten Verteilung werden für den vorrangig Standort aus zu erhalten. zwölfmonatigen Langzeit- ergänzen den Sektoren Dabei werden der Nebenwindrichtungen vorrangig Daten entfernt, herausgefiltert die in Nebenwindrichtungen und die Daten der vorhanden sind. Hauptwindrichtungen Die Hauptwindrichtungssektoren bleiben unverändert. sollen dabei nach Möglichkeit unbeeinflusst bleibenmessungen Dann ist am Standort beispielsweise eine Lidar-Messung als „stand-alone- mit einem System“ geeignet, um zusätzliche Daten Mit den der beiden bodennahen obigen Voraussetzungen und höheren ist die qualitative Luftschichten Zusammensetzung Windmessmast des Auswertedatensatzes ist. In der Regel genügen resultieren, beeinflusst. Diese drei bis sechs Monate für eine Lidar- hinreichend charakterisiert. Für den quantitativen Datenumfang ist es notwendig, zu gewinnen. Gleichzeitig werden regionale Daten vom Deutschen Wetter Dienst effektiven treten Datensatz in den von unterschiedlichen 3 Monaten entspricht. Jahreszei- Messung, um insgesamt einen FGWnach der Durchführung der Datenreduktion eine Mindestanzahl an Daten zu haben, die einem (DWD) herangezogen, um die Variablen Mit diesem ten unterschiedlich Auswertedatensatz, in häufig dem die auf. jeweiligen Andererseits Forderungen konformen der Windrichtungsverteilung, Datensatz zu gewinnen. atmosphärischen können die Schichtungsverteilung Bedingungen am sowie Stand- der Messdatenanzahl Dieser bildet erfüllt die sind, Grundlage kann für Ertrags- der aus der Gleichung zu entfernen. Auf diese ein repräsentatives standortspezifisches Windprofil angegeben werden. In Kombination mit Weise kann einerseits sichergestellt weiteren ort Eingangsdaten konkretisiert gemäß werden, der FGW-Richtlinie denn die Geländestruktur kann ein entsprechendes prognosen bankfähiges und Windgutachten, Ertragsgutachten auf die für den mit Standort Hügeln, erstellt Wäldern, werden. Tälern werden, dass die Daten einen für den Jahresverlauf sich Betreiber und Investoren verlassen charakteristischen Zeitraum und Höhenzügen beeinflusst die Erträge können. abbilden. Denn die Windgeschwindigkeiten werden in hohem Maße von überregionalen, atmosphärischen Schichtungssystemen, je nach Windrichtung mitunter stark. Es gilt also, in verhältnismäßig kurzer Zeit einen Datensatz zu gewinnen, der Thomas Arnold, Messungen und technische Prüfungen WEA, Thomas Zirngibl, Gutachten & Technische Due Diligence, TÜV Süd Industrie Service GmbH, Regensburg die aus Temperaturdifferenzen es ermöglicht, die bereits vorhandenen i www.tuev-sued.de/windenergie BWK Bd. 67 (2015) Nr. 11 57

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