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Vergleich unterschiedlicher Standorte Deutschlands im Hinblick auf das lokale Windgeschehen unter Berücksichtigung der kleinräumigen Topographie sowie der Lage innerhalb der BRD

©2001 Diplomarbeit 125 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Wind, eine leistungsstarke regenerative Kraft der Natur, spielt in der Geschichte der Menschheit schon sehr lange eine Rolle. „Die Nutzung der Windenergie ist keine neue Technologie, sie ist die Wiederentdeckung einer traditionsreichen Technik“.
Die Stillegung der Kernkraftwerke ist gerade in der heutigen Zeit in Deutschland aktueller denn je und auch die Reserven an Kohle und Öl lassen keine unbegrenzte Energieerzeugung in heutigem Maße mehr zu. Daher ist es an der Zeit, umzudenken und auf andere Energiequellen umzusteigen - Energiequellen, die die Umwelt bestmöglichst schonen und regenerativen Charakter aufweisen.
Auch die deutsche Politik hat die Zeichen der Zeit erkannt und möchte diese neuen Ziele verfolgen. Dazu hat die Bundesregierung mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Anfang 2000 die Weichen für eine effizientere Nutzung regenerativer Energien gestellt. Als eines der ersten Ergebnisse sind die immer häufiger werdenden Windkraftanlagen zu sehen. Nähere Erläuterungen zu der momentanen Situation im Windsektor werden in Kapitel 2.2 gegeben.
Nun ist es einleuchtend, dass die Errichtung und der Betrieb von Windkraftanlagen (im Folgenden WKA genannt) an einige Anforderungen gebunden sind und aus diesen Gründen nicht an jeder Stelle WKA installiert werden können. Wichtigste Anforderung ist sicherlich das Vorhandensein einer rentablen Windgeschwindigkeit, denn nur oberhalb einer bestimmten Windgeschwindigkeit sind die Errichtung und der Betrieb solcher WKA effektiv. Zudem müssen die Bodenverhältnisse eine bezahlbare Fundamentgründung ermöglichen und auch die benachbarten Orte oder Siedlungen dürfen durch die WKA nicht beeinträchtigt werden (durch Schallemissionen, Schattenschlag, den sogenannten Discoeffekt,...).
Bevor also WKA errichtet und wirtschaftlich betrieben werden können, muss erst die lokale Windsituation eingehend und umfassend geprüft werden. Dies kann einerseits durch eigene Windmessungen (international wurde dafür eine Messhöhe von zehn Meter und eine Messreihe über zehn Jahre vereinbart) oder andererseits durch komplexe theoretische Berechnungen unter Bezugnahme auf vorhandene Winddaten geschehen.
Zur Grobabschätzung kann man sich auch der Windkarten des Deutschen Wetterdienstes oder wie in Rheinland-Pfalz erhältlich, auch der RWE-Windkarten bedienen. Weiterhin lassen biologische Indikatoren wie z.B. Verformungen von Bäumen und Büschen sowie geologische Faktoren wie z.B. Winderosionsspuren. […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


ID 5303
Schmitz, Astrid: Vergleich unterschiedlicher Standorte Deutschlands im Hinblick auf das lokale
Windgeschehen unter Berücksichtigung der kleinräumigen Topographie sowie der Lage
innerhalb der BRD / Astrid Schmitz - Hamburg: Diplomica GmbH, 2002
Zugl.: Trier, Universität, Diplom, 2001
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2002
Printed in Germany

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1. Einführung
... 1
2. Die Nutzung des Windes
...
4
2.1 Historischer
Hintergrund
...
6
2.2 Heutige Lage der Windenergie
... 10
3. Methodik
...
18
4. Die untersuchten Standorte
...
20
4.1 Eifel
...
20
4.1.1 Eppenberg... 22
4.1.2 Höchstberg... 25
4.2 Hunsrück
...
27
4.2.1 Laubach... 28
4.3 Ostfriesland
...
30
4.3.1 Ihlow (bei Emden)... 31
4.4 Westsachsenanhaltisches
Hügelland
...
33
4.4.1 Badeleben...
34
4.5 Brandenburg
...
35
4.5.1 Willmersdorf II... 35
5. Ergebnis
...
37
5.1 Eifel
...
41
5.1.1 Eppenberg... 41
5.1.2 Höchstberg... 46
5.1.3 Vergleich Eppenberg und Höchstberg... 49
5.2 Hunsrück
...
50
5.2.1 Laubach... 50
5.2.2 Vergleich Laubach/Eppenberg/Höchstberg... 51
5.3 Ostfriesland
...
53
5.3.1 Ihlow ... 53
5.3.1 Vergleich Ihlow/Eppenberg/Höchstberg/Laubach... 56
5.4 Westsachsenanhaltisches
Hügelland
...
59
5.4.1Badeleben...
59
5.4.2 Vergleich Badeleben/Eppenberg/Höchstberg/Laubach/Ihlow... 60
5.5 Brandenburg
...
62
5.5.1 Willmersdorf II... 62
5.5.2 Vergleich Willmersdorf/Eppenberg/Höchstberg/Laubach/Ihlow/Badeleben... 63
6. Diskussion
und
Bewertung
...
66
7. Zusammenfassende
Darstellung
...
83
8. Literatur
...
86
Anhang

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1
Vergleich der Bundesländer... 14
2
Leistungskennlinie einer 1MW WKA... 15
3
Monatsmittel der Windgeschwindigkeit u. ­richtung für 2000
des Standortes Eppenberg... 41
4
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Eppenberg 05.02.01... 42
5
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Höchstberg 05.02.01... 46
6
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Laubach 23.02.01... 50
7
Monatsmittel der Windgeschwindigkeiten für 2000 u. 2001
des Standortes Ihlow... 54
8
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Ihlow 05.02.01... 55
9
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Badeleben 05.02.01... 59
10
zwei-Stunden-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit Willmersdorf 05.02.01... 62
11
Windgeschwindigekiten verschiedener Höhen... 71
12
Gesamtergebnistabelle... Anhang I bis IV
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1
Einfluß einer Baumgruppe auf das lokale Windgeschehen... 5
2
Einfluß eines Bauwerk auf das lokale Windgeschehen... 5
3 historische
Windmühlentypen...
8
4 top-five
Europas...
12
5
Anstieg globaler Windenergienutzung... 13
6
Windgeschwindigkeiten Eppenberg 05.02.01... 42
7
Windgeschwindigkeiten Höchstberg 05.02.01... 47
8
Windgeschwindigkeiten Laubach 23.02.01... 51
9
Windgeschwindigkeiten Ihlow 05.02.01... 55
10
Einfluß einer steilen Böschung auf das lokale Windgeschehen... 67
11
Einfluß einer flachen Erhebung auf das lokale Windgeschehen... 67
12
Umgebung der Standorte Eppenberg/Höchstberg... Anhang V
13
Höhenliniendarstellung der Umgebung Eppenbergs/Höchstbergs... VI
14
Digitales Geländemodell der Umgebung Eppenbergs/Höchstbergs... VII
15
Umgebung des Standortes Laubach (Hunsrück)... VIII

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Höhenliniendarstellung der Umgebung Laubachs... IX
17
Digitales Geländemodell der Umgebung Laubachs... X
18
Umgebung des Standortes Ihlow... XI
19
Umgebung des Standortes Badeleben... XII
20
Umgebung des Standortes Willmersdorf... XIII
21
Windwerte am 01.02.01 zwischen 20.15-20.25 Uhr... XIV
22
Windwerte am 13.03.01 zwischen 14.45-14.55 Uhr... XV
23
Windwerte am 13.03.01 zwischen 15.45-15.55 Uhr... XVI
24
Windgeschwindigkeiten am 01.02.01 zwischen 17.58-23.55... XVII
25
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 31.01.01... XVIII
26
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 01.02.01... XIX
27
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 02.02.01... XX
28
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 05.02.01... XXI
29
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 21.02.01... XXII
30
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 23.02.01... XXIII
31
Standortvergleich Eppenberg/Höchstberg 13.03.01... XXIV
32
Standortvergleich Laubach/Eppenberg/Höchstberg 31.01/01.02/02.02.01... XXV
33
Standortvergleich Laubach/Eppenberg/Höchstberg 21.02.01... XXVI
34
Standortvergleich Laubach/Eppenberg/Höchstberg 23.02.01...XXVII
35
Standortvergleich Laubach/Eppenberg/Höchstberg 05.02./13.03.01...XXVIII
36
Standortvergleich Badeleben/Eppenberg/Höchstberg/Laubach
31.01.01, 01.02.01, 02.02.01... XXIX
37
Standortvergleich Badeleben/Eppenberg/Höchstberg/Laubach
05.02.01,
23.02.01,
13.03.01...XXX
38
Standortvergleich Willmersdorf/Badeleben/Ihlow/Höchstberg
31.01.01, 01.02.01, 02.02.01... XXXI
39
Standortvergleich Willmersdorf/Badeleben/Ihlow/Höchstberg
05.02.01, 21.02.01, 23.02.01... XXXII
40 Standortvergleich
Willmersdorf/Badeleben/Ihlow/Höchstberg 13.03.01... XXXIII

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"Wenn der Wind des Wandels weht,
bauen die einen Mauern,
die anderen Windmühlen."
(Chinesisches Sprichwort)
Wind, eine leistungsstarke regenerative Kraft der Natur, spielt in der Geschichte der
Menschheit schon sehr lange eine Rolle. "Die Nutzung der Windenergie ist keine
neue Technologie, sie ist die Wiederentdeckung einer traditionsreichen Technik"
(Hau 1988, S. 1)
.
Die Stillegung der Kernkraftwerke ist gerade in der heutigen Zeit in Deutschland
aktueller denn je und auch die Reserven an Kohle und Öl lassen keine unbegrenzte
Energieerzeugung in heutigem Maße mehr zu. Daher ist es an der Zeit, umzuden-
ken und auf andere Energiequellen umzusteigen - Energiequellen, die die Umwelt
bestmöglichst schonen und regenerativen Charakter aufweisen.
Auch die deutsche Politik hat die Zeichen der Zeit erkannt und möchte diese neuen
Ziele verfolgen. Dazu hat die Bundesregierung mit dem Erneuerbare-Energien-
Gesetz (EEG) Anfang 2000 die Weichen für eine effizientere Nutzung regenerativer
Energien gestellt. Als eines der ersten Ergebnisse sind die immer häufiger werden-
den Windkraftanlagen zu sehen. Nähere Erläuterungen zu der momentanen Situati-
on im Windsektor werden in Kapitel 2.2 gegeben.
Nun ist es einleuchtend, daß die Errichtung und der Betrieb von Windkraftanlagen
(im Folgenden WKA genannt) an einige Anforderungen gebunden sind und aus die-
sen Gründen nicht an jeder Stelle WKA installiert werden können. Wichtigste Anfor-
derung ist sicherlich das Vorhandensein einer rentablen Windgeschwindigkeit, denn
nur oberhalb einer bestimmten Windgeschwindigkeit sind die Errichtung und der
Betrieb solcher WKA effektiv. Zudem müssen die Bodenverhältnisse eine bezahlba-
re Fundamentgründung ermöglichen und auch die benachbarten Orte oder

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Siedlungen dürfen durch die WKA nicht beeinträchtigt werden (durch Schallemissio-
nen, Schattenschlag, den sogenannten Discoeffekt,...).
Bevor also WKA errichtet und wirtschaftlich betrieben werden können, muß erst die
lokale Windsituation eingehend und umfassend geprüft werden. Dies kann einer-
seits durch eigene Windmessungen (international wurde dafür eine Meßhöhe von
zehn Meter und eine Meßreihe über zehn Jahre vereinbart ­
Valko 1978, S. 12 ff
)
oder andererseits durch komplexe theoretische Berechnungen unter Bezugnahme
auf vorhandene Winddaten geschehen.
Zur Grobabschätzung kann man sich auch der Windkarten des Deutschen Wetter-
dienstes oder wie in Rheinland-Pfalz erhältlich, auch der RWE-Windkarten bedie-
nen. Weiterhin lassen biologische Indikatoren wie z.B. Verformungen von Bäumen
und Büschen sowie geologische Faktoren wie z.B. Winderosionsspuren. Rück-
schlüsse auf mögliche Windgeschwindigkeiten zu. Auch können soziokulturelle Indi-
katoren wie die Bauart oder die Ausrichtung von Häusern, Vorhandensein von
Stein- oder Baumschutzreihen zu einer ersten Beurteilung der Windsituation mit
herangezogen werden
(Gasch 1993, S. 117).
Anhand dieser Eindrücke erhält man zwar generelle Aussagen darüber, ob an einer
Stelle verstärkt Wind auftritt, brauchbare Aussagen über die Kraft des Windes kön-
nen damit allerdings nicht getroffen werden.
Die Möglichkeiten einer genauen Bestimmung der für WKA erforderlichen Wind-
energieausbeute beschränken sich damit auf eine langjährige Meßreihe oder eine
(computergestützte) Berechnung. Da die zeitintensive Methode der eigenen Meß-
reihen gerade in der heutigen Zeit des schnellen Wachstums der Windenergiebran-
che nicht mehr durchgeführt werden kann, müssen die Daten meist allein aufgrund
von theoretischen Berechnungen gewonnen werden. Diese Windertragsprognosen
sind (natürlich) mit einer gewissen Fehlerquote behaftet, da sowohl der konkrete
Einfluß der großräumigen wie auch der kleinräumigen Topographie nur schematisch
eingebracht werden.
Ziel dieser Diplomarbeit ist, die für den Betrieb von Windkraftanlagen relevanten
Windverhältnisse an ausgesuchten Standorten Deutschlands zu gleichen Zeitpunk-
ten zu vergleichen. Dabei soll versucht werden, den Einfluß verschiedener Faktoren,
wie Küstennähe, rheinische Mittelgebirgslage, ostdeutsches Binnenland, kleinräu-
mige Topographie, etc. erkennen zu können.

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Im Verlaufe dieser Diplomarbeit wird versucht, diese Einflußfaktoren durch gezielte
punktuelle Vergleiche konkreter Winddaten zu bestimmen und deren Auswirkungen
zu analysieren, um damit eventuell Hilfestellung für die (wirtschaftliche) Errichtung
weiterer WKA an dafür günstig gelegenen Standorten geben zu können.
Zur Auswertung der verschiedenen Daten standen topographische Karten der Regi-
onen, gemittelte zehn-minütige Winddaten in Nabenhöhe verschiedener WKA in den
jeweiligen Gebieten, Auskünfte und Winddaten des Deutschen Wetterdienstes, des
Fachbereiches Klimatologie der Universität Trier u.ä. zur Verfügung.

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Wie in der Einführung bereits erwähnt, ist die Nutzung des Windes zur Erzeugung
von Energie keine neue Idee, lediglich die Hintergründe bzw. die Intention und die
Technologie in Sachen Windenergie haben sich verändert bzw. weiterentwickelt, so
daß heute wesentlich effizienter gearbeitet werden kann.
Um den Wind und die von ihm ausgehende Kraft effektiv nutzen zu können, ist es
wichtig, die Entstehung des Windes erst zu verstehen.
Nach R. Gasch
(1993, S. 94f.)
beruht die Entstehung des Windes auf thermisch be-
dingten Potentialunterschieden, die einen Massentransport in Bewegung setzen, der
sich als Windströmung bemerkbar macht. Dieser Transport der Luftmassen ist als
globale, periodisch auftretende Zirkulation zu erkennen, deren Auftreten regional
begrenzt sein kann. Auch die orographischen Gegebenheiten spielen für die lokalen
Vorgänge eine große Rolle.
Soll der Wind als Energieerzeuger genutzt werden , so muß auf die Windverhältnis-
se in Bodennähe geachtet werden. Besonders wichtig ist die Hauptwindrichtung,
denn zumindest dort sollten sich dem Wind möglichst wenige störende Hindernisse
bieten
(BWE e.V. 1997: Info 8, S. 1).
Rauhe Erdoberflächen können den Wind abbremsen, so daß es zur Entstehung
einer bodennahen Grenzschicht (10 - 100 m über Geländeoberkante) mit vertikaler
Windgeschwindigkeitsverteilung kommt. WKA arbeiten immer in dieser Grenz-
schicht. "Abwechselnde Orographie der Erde, Bewuchswechsel in der Landschaft,
Bebauung, einzelne natürliche oder künstliche Hindernisse, wirken sich lokal auf
das Geschwindigkeitsprofil aus"
(Gasch 1993, S. 99)
.
Hindernisse, wie sie z.B. Gebäude und Bäume darstellen, beeinflussen das Wind-
feld schon in ,,zwei- bis fünffacher Hindernisnähe vor dem Hindernis und in 10-50-
facher Hindernishöhe leeseits"
(www.dwd.de).

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Abbildung 1
Einwirkung einer Baumgruppe auf das lokale Windfeld. Da die ankom-
mende Windströmung behindert wird, entstehen vor und hinter der
Baumgruppe Verwirbelungen. Die Strecke auf der die Verwirbelungen
anhalten, hängt von der Höhe des Hindernisses ab.
Quelle: Gasch 1996, S. 102
Abbildung 2
Einwirkung eines Bauwerkes auf das lokale Windfeld. Auch hier er-
geben sich vor und hinter dem Hindernis Verwirbelungen, ähnlich de-
nen in Abb. 1
Quelle: Gasch 1996, S. 102
Bekanntermaßen steigt die Windgeschwindigkeit generell mit zunehmender Höhe
an, während sich die Intensität der Turbulenzen abschwächt. Kurzzeitige Windma-
xima, die am Boden sehr intensiv wahrgenommen werden können, nehmen mit zu-
nehmender Höhe nur sehr wenig oder gar nicht mehr zu, so daß diese in dieser
Arbeit vernachlässigt werden können.

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P. Valko
(1978; S. 8)
beschreibt, daß auch die Änderung der Windrichtung mit zu-
nehmender Höhe im bodennahen Raum (bis etwa 200-300m) als unbedeutend an-
gesehen werden kann. Es ist jedoch erwiesen, daß die Winde im Durchschnitt mit
zunehmender Höhe aufgrund der ablenkenden Wirkung der Corioliskraft auf der
Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt werden.
Unter Verwendung der eben genannten Fakten ergibt sich ein Windprofil, dessen
Kenntnis für die Windenergienutzung sehr wichtig ist, da sich daraus sowohl der
Energieertrag als auch die mechanische Belastung für die WKA errechnen bzw.
erkennen lassen
(BWE e.V. 1997: Info 8, S. 1).
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Auch in der Vergangenheit hat man sich des verschieden starken Aufkommens von
Wind angenommen und schon damals an möglichst windexponierten Stellen Wind-
mühlen errichtet.
Laut R. Gasch
(1993, S. 9)
, der die Historie der Windmühlen in seinem Buch sehr
ausführlich behandelt, sollen schon 1700 v.Chr. die Ebenen Mesopotamiens mit
Hilfe von Windrädern, deren Aussehen und Funktion sich von den heutigen WKA
natürlich stark unterschieden, bewässert worden sein. Auch in Afghanistan war der
Beruf des Mühlenbauers im 7. Jh. n. Chr. mit großem Ansehen behaftet. Diese Re-
likte frühzeitlicher Windnutzung kann man noch heute im Iran und Afghanistan se-
hen.
Während diese ältesten Windräder der Welt (als morgenländische Vertikalachser
bezeichnet) eine vertikale Drehachse besaßen, an die geflochtene Matten zur Bil-
dung des Luftwiderstandes befestigt waren, wurden in unseren Breiten Horizontal-
achser bevorzugt. Ältestes Beispiel dafür ist die seit dem 12. Jh. eingesetzte Bock-
windmühle, die die Fähigkeit besaß, sich in den Wind zu drehen. ,,Sie breitete sich
von England und Frankreich über Holland, Deutschland und Polen nach Rußland

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aus und stellte zu diesem Zeitpunkt die wichtigste Antriebsmaschine dar"
(Gasch
1993, S. 12).
Wer als Erfinder dieser Maschine gilt, ist unter den Historikern umstrit-
ten.
,,In Holland bestand schon seit dem 15. Jh. großes Interesse an der Landgewinnung
durch Polderentwässerung"
(Gasch 1993, S. 13).
Da die Bockwindmühle jedoch aus-
schließlich zum Mahlen genutzt werden konnte, wurden Modifizierungen unternom-
men, um die Windmühle auch zum Antrieb von Pumpen nutzen zu können.
,,Ergebnis der Modifizierungen war die Wippmühle, die speziell für Entwässerungs-
aufgaben eingesetzt wurde"
(Gasch 1993, S. 13).
Weiterhin führt R. Gasch
(1993, S. 14/15) aus, daß man in
Südeuropa eher die Turm-
windmühle, die auch zur Bewässerung diente, nutzte. Im Gegensatz zur Turmwind-
mühle besaß die Holländerwindmühle eine drehbare Dachhaube und kann als
Weiterentwicklung der Turmwindmühle angesehen werden. Die Holländerwindmüh-
le wurde in Holland hauptsächlich zur Polderentwässerung eingesetzt, während im
übrigen Europa eher das Mahlen von Korn im Vordergrund stand.
,,Durch den Einsatz der Holländerwindmühle in den Niederlanden im 17. und 18. Jh.
erlebte dieser Mühlentyp geradezu eine Blütezeit"
(Gasch 1993, S. 16).
Mehr Leis-
tungsstärke konnte mit der Paltrockmühle erreicht werden, die sogar ein ganzes
Sägewerk antreiben konnte. Die Westernmill, die aus amerikanischen Filmen
durchaus bekannt ist, wurde in Nordamerika entwickelt und dort hauptsächlich zur
Trink- und Tränkwasserversorgung genutzt. ,,Für diesen Mühlentyp sind der Gitter-
turm und die Flügelrosette aus etwa 20 Blechschaufeln charakteristisches Merkmal"
(Gasch 1993, S. 16).
Nach R. Gasch
(1993, S. 16 u. 20)
ist die Westernmill auch heute
noch für das Pumpen von Wasser aus großen Tiefen als ´modernes System` im
Einsatz und das nicht nur in den USA. Vorteil der Westernmill gegenüber ihren Vor-
gängern ist, daß sie keines ständig anwesenden Maschinisten mehr bedurfte bzw.
bedarf, da sie die erste WKA war, die vollautomatisch und ohne jede Betreuung
betrieben werden konnte. Windfahnen regeln Windnachführung und Sturmsiche-
rung.
Wasser- und Windkraft stellten bis zum 19. Jh. die einzig effizienten Quellen für die
Erzeugung von Energie dar. Brandel schreibt dazu: "...obwohl sich die Leistung die-
ser Primärantriebe in bescheidenen Grenzen hält (zwischen zwei und fünf PS bei
einem Wasserrad, fünf bis höchstens zehn PS bei einer Windmühle), stellten sie in

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einer Welt mit schlechter Energieversorgung doch einen beträchtlichen Kraftzu-
wachs dar und spielten für die erste Wachstumsphase Europas eine entscheidende
Rolle"
(Brandel in Gasch 1993, S. 20)
!
Abbildung 3
Bauweise einiger eben im Text erwähnter Windmühlentypen
Quelle: Gasch 1996, S. 18
Wie E. Hau
(1988, S. 1) ausführt,
ist es also deutlich erkennbar, daß der Anschluß an
die Erzeugung von Elektrizität durch Windkraft schon von unseren Vorfahren nicht
etwa verpaßt wurde, sondern daß schon damals der Pioniergeist große Erfolge er-
kennen ließ. Auch wenn die damals zur Verfügung stehenden Mittel zur Energieer-
zeugung aus Windkraft relativ bescheiden waren, so konnten doch beachtliche
Erfolge erzielt werden. Daher ist es auch heute noch wichtig, sich der historischen
Wurzeln in bezug auf die Windenergie bewußt zu sein.
Daß die wirtschaftliche Bedeutung der Windmühlen im Laufe der Zeit immer mehr
zunahm, kann auch anhand von Statistiken belegt werden. Um 1850 arbeiteten über
9000 Windmühlen in den Niederlanden, mehr als 20.000 in Deutschland. In ganz
Europa waren es ca. 200.000. Jedoch verhalf die Entwicklung der Dampfmaschine
den Windmühlen zu einem dramatischen Rückgang, obwohl sich die Windmühlen

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"gegen ihre dampfgetriebene Konkurrenz noch ganz gut behaupten" konnten
(Hau
E. 1988, S. 12).
Konnten sich die Windmühlen auch gegen die Dampfmaschine noch einigermaßen
behaupten, so erlitten sie doch eine herbe Niederlage, als die Elektrifizierung der
ländlichen Gebiete einsetzte. "Als die Energie aus der Steckdose kam, mochte sich
niemand mehr mit der umständlichen Windmüllerei und der mittlerweile kostspieli-
gen Wartung der Windmühlen herumschlagen"
(Hau E. 1988, S. 13).
Nach E. Hau
(1988, S. 23)
wurde die Möglichkeit der großflächigen Versorgung mit
Elektrizität in Deutschland ab 1884 mit der Inbetriebnahme der ersten Kraftwerke
eingeleitet. Zuerst wurden die Städte mit Strom versorgt, während die ländlichen
Gebiete ihre benötigte mechanische Energie noch mit Hilfe der Windmühlen erzeug-
ten. Zu dieser Zeit kam auch der Gedanke auf, mit Windmühlen Strom zu erzeugen.
Erste Ergebnisse wurden in Dänemark erzielt.
In Deutschland wurden diese Ansätze erst vor dem Ersten Weltkrieg aufgegriffen.
"Der entscheidende Impuls kam von dem Physiker Albert Betz. Seine wissenschaft-
lichen Erkenntnisse griff der bekannte Stahlbauingenieur Hermann Honnef auf und
plante den Bau von geradezu gigantischen Windkraftwerken"
(Hau E. 1988, S. 29).
Vor dem Zweiten Weltkrieg wurde die Weiterentwicklung der Windkrafttechnik durch
das Bestreben "des Deutschen Reiches nach Unabhängigkeit von Treibstoff- und
Energieimporten" stark vorangetrieben
(Hau E. 1988, S. 31).
Nachdem dann aber die
Preise für Kohle und Öl nach dem Zweiten Weltkrieg wieder fielen, geriet die Wind-
kraft zur Erzeugung von Energie in Deutschland nahezu in Vergessenheit
(Hau E.
1988, S. 31).
Laut European
Commission
(1999, S. 165) begann
die Nutzung moderner Windener-
gie in den späten 70ern als Ergebnis der Ölkrisen 1973 und 1979. Die bemerkens-
wertesten neuen Märkte entwickelten sich seit 1990 in Deutschland, Indien,
Großbritannien, Spanien und Schweden. Der Hauptgrund der Windenergie in entwi-
ckelten Ländern ist nicht mehr die Angst vor einer neuen Ölkrise, sondern vielmehr
auch der Umweltgesichtspunkt.

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Somit ist ersichtlich, daß die Nutzung der Windkraft nicht etwa eine neuartige Er-
scheinung darstellt, sondern daß Windmühlen schon über Jahrhunderte hin im
Landschaftsbild vorhanden sind und dem Menschen in der Erleichterung seiner Ar-
beit oder der Erzeugung von Strom nützliche Dienste erwiesen und bis heute erwei-
sen.
Wie in diesem Unterkapitel beschrieben wurde, haben sich nicht nur die technischen
Gesichtspunkte der Windmühlen im Laufe der Jahrzehnte weiterentwickelt, sondern
es gab auch eine Weiterentwicklung in der Nutzungsmöglichkeit der Windmühlen.
Die heutigen modernen Windkraftanlagen (WKA) dienen nicht mehr der Arbeitser-
leichterung für das Kornmahlen oder für die Bewässerung, sondern werden zur Er-
zeugung von Strom eingesetzt. Nähere Ausführungen dazu im nächsten
Unterkapitel.
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In der heutigen Zeit gewinnt die Frage nach einer regenerativen Gewinnung von
Energie immer mehr Bedeutung. Zum einen, wie oben beschrieben wegen des
Umweltgesichtspunktes und zum anderen, wenn man bedenkt, daß sich im Sektor
des Primärenergieträgers Erdöl Verknappungstendenzen bemerkbar machen.
Obwohl der Primärenergieverbrauch in der BRD in den letzten Jahren zwar weniger
stark steigt - in den Jahren 1960-1975 Zuwachs von ca. 3,4 %/Jahr, 1980-2000 ca.
1,8 %/Jahr - ist die Nachfrage nach Energie trotzdem sehr hoch
(Jarass 1980, S. 1-4).
Lag der Primärenergieverbrauch 1996 noch bei 14.742 Petajoule, so sank er 1998
schon auf 14.320 Petajoule
(BMWi 1999, S. 58).
Zwar sank der Primärenergie-
verbrauch auch bis zum Jahr 2000 weiter, jedoch wurde kein drastisches Maß er-
reicht, im Vergleich zum Jahre 1999 konnte lediglich eine Absenkung um 0,2 %
erkannt werden, was einer Stagnation gleichkommt
(Infodienst Erneuerbare Energien,
Febr. 2001, S. 1).
Aufgrund der Tatsache, daß Energie in der heutigen Zeit einen
wichtigen Stellenwert hat und somit immer gebraucht wird, ist es wohl kaum wahr-
scheinlich, daß der Primarenergieverbrauch in den nächsten Jahren weiterhin stark
abfällt.

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Die BRD ist lediglich vom Primärenergieträger Kohle importunabhängig und daher
fällt auch der Windkraft jetzt wie in Zukunft eine immer größere Gewichtung zu
(Ja-
rass 1980, S. 1-4).
Laut Bericht der Europäischen Kommission (1999) ist die Windenergie in einigen
Mitgliedstaaten der am schnellsten wachsende Sektor zur Elektrizitätsproduktion.
Europa spielt in der Herstellung mittlerer und großer WKA eine führende Rolle, wo-
durch nicht nur die Windkraft selbst, sondern auch Arbeitsplätze (z.B. in der Wis-
senschaft, der Stahlindustrie, den Transportunternehmen usw.) forciert werden.
Man schätzt, daß die Windbranche ,,weltweit ca. 200.000 direkte und indirekte Ar-
beitsplätze geschaffen hat"
(DEWI Magazin Febr. 2001, S. 38).
Es ist jedoch anzuneh-
men, daß diese Anzahl an Arbeitnehmern durch den anhaltenden Boom in der
Windbranche weiterhin ansteigt. Wobei bei der oben genannten Anzahl nicht unbe-
dingt sichergestellt ist, daß wirklich alle indirekten Arbeitsplätze mitaufgenommen
sind, da diese Aufnahme sich als äußerst schwierig erweist, auch das indirekte grö-
ßere Umfeld mit einzubeziehen (Planungsbüros, Transport-, Bauunternehmen,...).
Mehr als 4500 MW installierter Windenergiekapazität haben 1999 in Europa den
Bedarf von mehreren Millionen Menschen gedeckt
(European Commission 1999, S. III,
VI und VII).
WKA mit einer Leistung von 1,5 MW produzieren pro Jahr Strom für 1.000 Haushal-
te, was ca. 4.000 Personen entspricht
(www.wind-energie.de/info/folien.html, 10.04.01).
Die Europäische Kommission (
1999, S. VII)
führt weiterhin aus, daß die European
Wind Energy Association (EWEA) 1991 in ihrem ersten Papier Entwicklungsziele
zur Windenergie in Europa setzte. Diese Ziele wurden mit der Absicht gesetzt, im
Jahre 2030 mit 100.000 MW Windenergie rund 10 % des Elektrizitätsbedarfs der EU
zu decken. Im Jahre 2000 sollten 4.000 MW einsetzbar sein.
Das Ziel für 2000 war schon lange vorher erreicht und die EWEA mußte ihre vorhe-
rigen Vorgaben aufgrund der schnellen Wachstumsrate revidieren. Das Ziel für 2000
wurde auf 8.000 MW verdoppelt und man glaubt, daß das ehemalige Ziel von
100.000 MW in 2030 schon 2020 erreicht sein kann.
Ende 2000 lieferten alleine in Deutschland 9.375 WKA eine installierte Gesamtleis-
tung von 6.113 MW, somit ist Deutschland führend in der Menge der installierten
MW
(Fritze H. 08.02.01, TV-Artikel).

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Abbildung 4:
die Top-five in Europa
Deutschland ist weiterhin Spitzenreiter in der Menge
installierter MW (Stand Ende September 2000)
Quelle: eigene Darstellung nach www.wind-energie.de/info/folien.html, 10.04.01
Anstoß zur schnellen Entwicklung der Windkraft in Deutschland gab sicherlich die
Bundesregierung Anfang der 90er Jahre, als das Stromeinspeisungsgesetz (StrEG)
verabschiedet wurde. Dadurch wurden die Stromkonzerne zur Aufnahme des sau-
beren Stroms aus erneuerbaren Energien bis zum Erreichen des ´5 %-Deckels`
verpflichtet. Zusätzlich wurden Vergütungen der Elektrizitätsversorgungsunterneh-
men an die Letztverbraucher vorgeschrieben. Diese Vergütung lag 1999 bei 16,52
Pfennig und von Januar bis März 2000 bei 16,10 Pfennig
(BWE e.V. 2000: Info 2, S.
1/2).
Durch das am 25.02.2000 vom Bundestag verabschiedete und am 01.04.2000
in Kraft getretene Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) soll die Weiterentwicklung
der Energiegewinnung durch erneuerbare Energieträger weiter vorangetrieben wer-
den. Durch dieses Gesetz wurden die Preise für die unterschiedlichen Energiege-
winnungstypen (Biomasse, Wasser-, Windkraft,...) festgesetzt.
Im Windenergiesektor liegt der Einspeisepreis für Strom vom ersten Tag der Ein-
speisung an für mindestens fünf Jahre bei 17,8 Pf/kWh. Je nach Güte des Standor-
tes innerhalb der BRD verlängert sich die Dauer für die dieser Einspeisepreis
gezahlt werden muß auf bis zu 20 Jahre, so daß Küstenstandorte von den festge-
legten Einspeisepreisen eine kürzere Zeit lang profitieren als Standorte im ,,windstil-
leren"
Binnenland.
Installierte MW
5432
2099
2016
434 391
Deutschland
Spanien
Dänemark
Niederlande
Großbritannien

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Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Energiequellen ist Windenergie sauber,
erneuerbar und nachhaltig. Sie verhindert 6.300.000 t CO
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, 21.000 t SO
2
, und
17.500 t NO
x
Emission pro Jahr alleine in der EU
(European Commission 1999, S. XIII).
Hinzu kommt, daß rund 99 % der Fläche innerhalb einer typischen Windfarm für
agrarische o.ä. Nutzung weiterhin zur Verfügung stehen und somit nur sehr klein-
räumige Flächenareale versiegelt werden
(European Commission 1999, S. XIII)
.
Abbildung 5: Anstieg der globalen Windenergie im letzten Jahrzehnt
Quelle: European Commission 1999, S. 167
In Tabelle 1 auf der nachfolgenden Seite werden die Anzahl der WKA und die instal-
lierte Leistung der einzelnen Bundesländer mit Stand Ende 2000 gegenübergestellt.
Daraus ist ersichtlich, daß in Niedersachsen und Schleswig-Holstein die höchste
Anzahl an WKA und dementsprechend auch die höchste Megawattleistung erreicht
wird, was mit den guten Windverhältnissen in diesen Regionen erklärt werden kann.

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Tabelle 1: Vergleich der Bundesländer
Bundesland
Anzahl WKA
Install. Leistung in
Megawatt
Niedersachsen
2.562
1.748
Schleswig-Holstein
2.054
1.176
Nordrhein-Westfalen
1.207
661
Mecklenburg-Vorpommern
704
457
Brandenburg
623
448
Sachsen-Anhalt
549
493
Sachsen
412
300
Rheinland-Pfalz
379
256
Hessen
356
212
Thüringen
224
183
Bayern
112
67
Baden-Württemberg
98
63
Hamburg
48
26
Bremen
26
12
Saarland
21
13
Berlin
0
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Quelle: verändert nach BWE 31.12.00 aus TV 08.02.01 und BWE Feb. 2001, S. 14
Sieht man sich heute das Angebot von WKA-Herstellern an, so kann man eine gro-
ße Palette unterschiedlicher WKA-Typen erkennen. Dieses Angebot reicht von für
heutige Verhältnisse sehr kleinen WKA mit einer Nennleistung von 0,025 kW bis zu
den Boliden der Branche mit einer Nennleistung von 2500 kW (
BWE 2001)
. Das Vor-
handensein dieser unterschiedlichen WKA-Typen ist von immenser Wichtigkeit, da
so jedem Standort die für ihn effizienteste WKA zugeordnet werden kann, wobei die
kleineren WKA-Typen mit geringen Nennleistungen eher für den Privatgebrauch
angeboten werden.
Durch die unterschiedliche Technik der einzelnen WKA-Typen, z.B.
a) Möglichkeit der Leistungsregelung durch Blattverstellung (pitch-Systeme)
oder Strömungsabriß (stall-Systeme)
b) direkte Kopplung des Generators ans Netz ­ konstante Rotordrehzahl
oder indirekte Kopplung des Generators ans Netz ­ variable Rotordrehzahl
c) unterschiedliche Nabenhöhen (Höhe des Turmes)
d) unterschiedliche Rotordurchmesser
und weitere technische Feinheiten, unterscheiden sie sich in der Fähigkeit, das vor-
handene Windaufkommen auszunutzen
(DEWI Magazin Febr. 2001; S. 39)
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Während WKA A zum Beispiel ihre höchste Leistung bei einer Windgeschwindigkeit
von 12 m/s erreicht, benötigt WKA B 15 m/s (vergl. Windenergie 2001 S. 118 u.
117). Daher muß jeder Standort bezüglich der Weibull-Verteilung (siehe nächster
Abschnitt) untersucht werden und demnach eine geeignete WKA ausgesucht wer-
den, die den Anforderungen des Standortes gerecht wird. So kann es vorkommen,
daß eine WKA im Binnenland beste Leistungen bringt, sie jedoch an der Küste mit
generell höheren Windgeschwindigkeiten des öfteren zum Abschalten gezwungen
wäre, da die Windgeschwindigkeiten einfach zu hoch wären.
Natürlich könnte es auch zu Schäden an der WKA aufgrund der immens hohen Be-
lastung kommen. In diesem Zusammenhang spricht man von der Überlebensge-
schwindigkeit der WKA. Sie zeigt an, bis zu welcher Windgeschwindigkeit die WKA
den Belastungen standhält. Im Gegenzug dazu würde sich eine für die Küste prä-
destinierte WKA im Binnenland sehr schwer tun, ihre maximale Leistung zu errei-
chen, da sie zum Beispiel wesentlich mehr Aktivierungsenergie in Form von
Windgeschwindigkeit benötigen würde, um Leistung zu bringen (freundliche mündli-
che Mitteilung proVento P&P).
Tabelle 2
Leistungskennlinie einer 1000 kW WKA (Typ Enercon E 58)
Es ist deutlich erkennbar, daß sowohl sehr niedrige als auch sehr
hohe Windgeschwindigkeiten die Energieausbeute beeinträchtigen
können.
Windgeschw. m/s Leistung kW
Windgeschw. m/s
Leistung kW
1,93
-1,2
8,51
434,3
2,55
0,6
9,02
516,2
3,0
2,6
9,47
588,9
3,52
13,9
10,01
680,8
3,97
25,6
10,53
795,2
4,5
50,0
10,96
854,8
5,01
75,8
11,47
921,1
5,49
104,0
11,99
952,4
5,98
140,3
12,46
995,1
6,5
182,7
12,99
1.016,2
7,01
232,8
13,46
1.021,7
7,48
287,9
15,49
1.030,9
8,02
366,6
18,7
1.035,7
Quelle: verändert nach BWE Windenergie 2001, S. 118

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Somit muß also bekannt sein, in welcher Klasse der Windgeschwindigkeiten sich
der Standort befindet. Die zur Beschreibung eines Standortes oft verwendeten mitt-
leren Windgeschwindigkeitsberechnungen in Form einer jährlichen Durchschnitts-
zahl können jedoch nur bedingt für die Charakterisierung eines Standortes
bezüglich der Windenergieausbeute herangezogen werden, da die Energie des
Windes nicht linear von der Windgeschwindigkeit abhängt, sondern auch die Wei-
bull- oder Rayleighverteilung (wie stark ist welche Windstärke im Laufe des Jahres
vertreten) spielen eine sehr wichtige Rolle. (freundliche mündliche Mitteilung pro-
Vento P&P).
,,Zur Bestimmung der tatsächlichen Windsituation wird die relative Häufigkeitsvertei-
lung der Windgeschwindigkeiten entweder durch Meßreihen ermittelt oder durch
statistische Funktionen (Weibull- oder Rayleigh-Verteilung) errechnet"
(Quaschning
1999, S. 174/175).
Daß das Aufkommen von Wind nicht in jedem Jahr gleichbleibend ist, zeigt zum
Beispiel ein Artikel des BWE in Windenergie 2001. Dort wir verdeutlicht, daß z.B.
das Jahr 2000 ein für die Windenergienutzung relativ bescheidenes Jahr war und
die Jahreserträge der WKA als eher unterdurchschnittlich zu beschreiben sind. Seit
1995 konnten, mit Ausnahme von 1998 "keine überdurchschnittlichen Jahreserträ-
ge" (
Keiler in Windenergie2001, S. 167)
mehr erzielt werden. Im Gegensatz dazu wa-
ren die Jahre 1990 bis 1994 für den Jahresertrag der WKA eher
überdurchschnittliche Jahre (
Keiler in Windenergie 2001, S. 167).
Generell kann festgestellt werden, daß das Aufkommen des Windes natürlich auch
im Jahresverlauf variiert. So kann man davon ausgehen, daß von Herbst bis Früh-
jahr höhere Windgeschwindigkeiten erzielt werden, als im Sommer, was mit der
globalen Zirkulation des Windes erklärt werden kann. Jedoch gibt es laut Keiler
(in
Windenergie2001, S. 167f.)
keine explizite Erklärung dafür, warum gerade z.B. das
Jahr 2000 ein unterdurchschnittliches Jahr war. Man kann zwar anhand der Klima-
konstellation versuchen, zu erklären, wie dies zustande kam, man kann jedoch auf-
grund dessen keine garantierte Prognose für das kommende Jahr geben. Zudem
können vorhergesagte Stürme zwar den Schnitt eines Jahres in Bezug auf die
Windgeschwindigkeiten heben, jedoch müssen von diesen Stürmen noch lange
nicht die WKA profitieren.
Dies hängt mit den Eigenschaften des verwendeten WKA-Typs zusammen, wie o-
ben bereits erläutert.

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Ist also das durchschnittliche Aufkommen des Windes an einem Standort bekannt,
so kann man diese Windkraft durch die heute zur Verfügung stehende Technik der
WKA bestmöglichst nutzen. Zu berücksichtigen bleibt allerdings der sogenannte
Parkverlust in einem WKA-Park. Stehen mehrere WKA in einem Verbund, so muß
mit Abschattungen und somit Ertragsverlusten durch vorstehende WKA gerechnet
werden. Je größer der Abstand zwischen den einzelnen WKA, desto geringer die
Abschattung und desto höher der Parkwirkungsgrad. In der gutachterlichen Stel-
lungnahme der Typenprüfung einer WKA Typ MD 70 (1,5 MW) der Germanischen
Lloyd wird "die Aufstellung der Anlage in Windparks mit mind. 5 Rotordurchmessern
allgemein als bedenkenlos möglich" eingestuft. Kleinere Abstände bedürfen der
Prüfung der "örtlichen Windbedingungen (mittlere Windgeschwindigkeit, Turbulenz-
intensität, Windrichtungen)"
(Germanischer Lloyd 1999, S. 10).
Demnach bewegt sich
der Abstand von WKA zu WKA anderer Typen je nach Windgeschwindigkeit, Turbu-
lenz etc. ebenfalls in diesem Rahmen.
Moderne Computerprogramme berechnen den Parkwirkungsgrad, so daß die Be-
treiberfimen in der Lage sind, die WKA aufgrund dieser Berechnungen optimal zu
positionieren und einen optimierten Energieertrag zu erhalten.
Somit wird die schon alte Tradition der Windmüllerei auch in Zukunft eine wichtige
Rolle spielen, um mit möglichst perfekt angepaßten WKA die Effektivität noch zu
erhöhen und somit die Umwelt von der konventionellen Energieproduktion so gut es
geht zu schonen. Dabei sollte dennoch nicht vergessen werden, daß das Windauf-
gebot in Deutschland zu gering ist, als daß der gesamte Strombedarf durch diese
erneuerbare Energiequelle gedeckt werden könnte. Jedoch kann jegliche Nutzung
erneuerbarer Energiequellen als Fortschritt angesehen werden.

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Wie im Abschnitt "Ziel dieser Diplomarbeit" in der Einleitung erwähnt wurde, sollen
die Windverhältnisse unterschiedlicher topographischer Lagen Deutschlands bezüg-
lich ihrer Windverhältnisse verglichen werden. Diese Standorte waren daher so zu
wählen, daß sie sich in Bezug auf ihre Topographie deutlich voneinander unter-
scheiden. Dafür bieten sich z.B. Standorte in Küstennähe, in den westlichen Mittel-
gebirgen sowie im eher flachwelligeren Binnenland an.
Diese für eine Untersuchung interessanten Gebiete wurden anschließend in Zu-
sammenhang mit existierenden WKA-Standorten ausgewählt wobei eine Kooperati-
on mit den jeweiligen WKA-Betreibern eine Datenerfassung ermöglichte, die sich
folgendermaßen darstellte:
Auf jeder der ausgesuchten WKA befindet sich in Nabenhöhe ein Anemometer, das
unterschiedliche Daten erfaßt (z.B. momentane Windgeschwindigkeit, Windrich-
tung...). Durch Computerprogramme werden diese erhaltenen Daten zuerst so ver-
arbeitet, daß der Betrieb der WKA automatisch gesteuert wird (z.B.
Windnachführung, Flügelstellung etc.). Weiterhin dienen diese Daten den Betreibern
dazu, die Leistungsausbeute mit den garantierten Werten der WKA-Hersteller zu
vergleichen. Generell sind die Betreiber weniger an den Windwerten selbst, sondern
vielmehr an den Leistungswerten interessiert.
Da die installierten Datenerfassungssysteme herstellerbezogen jeweils unterschied-
liche Parameter favorisieren, war es teilweise erst mit Hilfe der Programmhersteller
und spezieller, selbst ausgewählter Vorgehensweisen am PC möglich, z.B. zehn-
minütige-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit oder der Windrichtung sowie Mo-
natsmittelwerte und weitere Daten zu ermitteln und abzurufen. In Absprache mit den
jeweiligen WKA-Betreibern wurden für diese Arbeit Daten an verschiedenen Tagen
gesammelt und an die Verfasserin weitergeleitet.
Es handelte sich hierbei um zehn-Minuten-Mittelwerte der Windgeschwindigkeit und
Windrichtung sowie teilweise auch um Monatsmittelwerte. Die so erhaltenen Daten
wurden anschließend auf Plausibilität überprüft (z.B. Kontrolle der am PC angege-
ben Windrichtung durch eigene Kompaßmessung an der WKA), um eindeutige
Meßfehler ausschließen zu können. Zudem wurden mögliche Abschattungen der

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ausgesuchten datenliefernden WKA durch umliegende WKA in den jeweiligen
Windparks bereinigt, indem möglichst unbeeinflußte WKA ausgewählt wurden.
Diese überprüften zehn-Minuten-Mittelwerte wurden anschließend von der Verfas-
serin auf 2-Stunden, sowie 12- und 24-Stunden-Mittelwerte hochgerechnet, um eine
Bearbeitung der Fülle an Daten zu erleichtern und bessere Aussagen geben zu
können.
Da sich die Anemometer der WKA in unterschiedlichen Nabenhöhen befinden (z.B.
65 m, 70m und 98 m) und so ein direkter Vergleich der Daten nicht möglich ist, da
sich mit zunehmender Höhe über Grund auch das Windverhältnis ändert, mußten
die unterschiedlichen Meßhöhen mit Hilfe einer Formel rechnerisch auf ein einheitli-
ches Höhenniveau bereinigt werden. Es wurde das 70 m-Höhenniveau gewählt, da
die Mehrzahl der zur Verfügung stehenden WKA eine Nabenhöhe von 70 m über
Grund aufweist.
Die erhaltenen Daten wurden nun teilweise graphisch dargestellt, um übersichtliche
Vergleiche durchführen zu können.
Gleichzeitig wurde die jeweilige Topographie der WKA-Standorte aufgrund von Kar-
tenmaterial und teilweise auch zur Verfügung stehenden Digitalen Höhenmodellen
beschrieben, um später die Auswirkung der unterschiedlichen Oberflächenstruktu-
ren erkennen zu können.
Anschließend wurde versucht, die unterschiedlichen Faktoren (Küstennähe, lokales
Relief,...) mit den vorhandenen Meßdaten zu korrelieren, wobei mögliche Abschat-
tungen der ausgesuchten datenliefernden WKA durch umliegende WKA mit berück-
sichtigt wurden.
Die Ergebnisse der Korrelationsversuche sind im Kapitel "Diskussion und Bewer-
tung" dargestellt.

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In diesem Kapitel und seinen Unterkapiteln werden die einzelnen Standorte, an de-
nen die Untersuchungen durchgeführt wurden, in ihrer geologischen Entstehungs-
geschichte, ihrer Lage, der Topographie und eventuellen Besonderheiten
beschrieben. Auf die konkrete Windsituation wird in diesem Kapitel nicht eingegan-
gen.
Diese Ausführungen sind Grundlage für die spätere Auswertung der gewonnen Da-
ten und lassen Rückschlüsse auf die festgestellten Ergebnisse zu.
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"Es gibt in Mitteleuropa kaum eine Landschaft, in der die verschiedenartigen Vor-
gänge der Erdgeschichte noch so deutlich dokumentiert sind wie in der Eifel"
(Meyer
1983, S. 8).
Die Region Eifel erstreckt sich westlich des Rheins und nördlich der Mosel in Rhein-
land-Pfalz und ist von Norden nach Süden aufgliederbar in das Hohe Venn, die
Schneifel, die Hohe Eifel und die Voreifel. ,,So unterschiedlich sich diese Teilregio-
nen dem Betrachter auch darstellen mögen, so gibt es doch die Gemeinsamkeiten
der Entstehung und dem damit einhergehenden Hochflächencharakter"
(Liedt-
ke/Marcinek 1995, S. 331)
.
Die Eifel ist Teil des Mittelgebirgsraumes, in dem das Variskische Grundgebirge den
Sockel bildet
(Liedtke/Marcinek 1995, S. 324).
Dieses Grundgebirge wurde während der Oberkarbonzeit durch den Zusammen-
schub der mitteleuropäischen Erdkruste emporgehoben. Aufgrund dieser tektoni-
schen Ereignisse ist das Rheinische Schiefergebirge entstanden, in das auch die
Eifel einzugliedern ist
(Meyer 1983, S. 8).

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Durch den sich ergebenden Druck der Plattendrift entstanden Groß- und Kleinschol-
len, die sich mehr oder weniger stark heraushoben
(Liedtke/Marcinek 1995, S. 325).
Nach Henningsen und Katzung
(1992, S. 5)
ist auch heute noch eine langsame He-
bung des Rheinischen Schiefergebirges meßbar. Allerdings hebt sich das Rheini-
sche Schiefergebirge nicht gleichmäßig als Ganzes, sondern nur örtlich heraus.
Eines dieser Hebungsgebiete ist neben dem Bergischen Land und der Umgebung
von Koblenz auch die Nordeifel. In diesen Regionen kann die Hebungsrate zwi-
schen 0,5 und 1 mm pro Jahr betragen. Kleinere Erdbeben bestätigen dieses Mes-
sungen.
In der eben genannten Eifel streichen die Falten, die durch den Zusammenschub
des variskischen Gebirges entstanden sind, Nord-Ost /Süd-West. Das Faltengebirge
wurde im Laufe der Zeit abgetragen und durch die Veränderung der Klimabedin-
gungen entstand in der Frühzeit eine monotone Ebene. Es folgten Zeiten der Sedi-
mentablagerung (z.B. roter Abtragungsschutt in der Wittlicher Senke, Buntsandstein
von Zülpich bis Trier) und kleinen Meerestransgressionen. Unter den feuchtwarmen
Klimabedingungen der Kreidezeit zersetzte sich der Tonschiefer zu hellem, wei-
chem Ton.
Nach Einbruch der Niederrheinischen Bucht im Tertiär durch entstandene Verwer-
fungen aufgrund des Aufstiegs des Rumpfes entstand ein Gefälle, das die Heraus-
bildung eines Flußsystems ermöglichte. Ergebnis der fortwährenden Erosion sind
die Berge und Täler, die noch heute weitestgehend vorhanden sind.
Durch den Aufstieg des Rumpfes kam es auch zu einer vulkanischen Aktivität. Zeu-
gen jener Zeit finden sich in der ganzen Eifel. Die vulkanische Tätigkeit fand ihren
Höhepunkt in der Region um Kelberg und Adenau. "Der höchste Berg der Eifel, die
Hohe Acht (747 m) sowie andere imposante Tertiärvulkane wie Nürburg (678 m),
Hochkelberg (674 m), Höchstberg (616 m) und Aremberg (623 m) überragen als
weithin sichtbare Kuppen den Schiefergebirgsrumpf"
(Meyer 1983, S. 10).
Wie oben bereits beschrieben, steigt das Rheinische Schiefergebirge bis heute auf.
Die Hebungsintensität nahm jedoch vor ca. 500.000 Jahren ein solch hohes Maß
an, daß sich Rhein und Mosel mit ihrem Zuflußsystem tief in das Erdreich ein-
schneiden mußten und so die charakteristischen Steilhänge herausbildeten.
Durch diese starke Hebungsphase wurde der Eifelvulkanismus geradezu zu neuem
Leben erweckt und erlosch erst vor ca. 10.000 Jahren. "Es entstand in der Eifel eine

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der jüngsten Vulkanlandschaften Europas,...übertroffen nur von den noch tätigen
Vulkanen des Mittelmeerraumes, Islands und der Auvergne"
(Meyer 1983, S. 10).
Heute herrschen im Gebiet der Eifel hauptsächlich Tonschiefer, Quarzite, Grauwa-
cken, Kalke sowie vulkanische Gesteine vor
(Meyer 1983, S. 8).
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Der Standort Eppenberg, an dem vier WKA installiert sind, liegt im Voreifelgebiet.
Politisch zugehörig zum Kreis Cochem-Zell, Verbandsgemeinde Kaisersesch.
Dieser Standort ist vom typisch hügeligen Geländecharakter dieser Region geprägt
und weist eine Höhe von ca. 560 m bis 570 m ü. NN auf. Das Gelände fällt in allen
Richtungen leicht ab, so dass man vom Standort selbst einen guten Ausblick über
die umliegende Landschaft und deren Erhebungen hat. Die nächstgelegene höchste
Erhebung ist der Höchstberg, der schon in Kapitel 4.1 erwähnt wurde. Der diesen
Standort umgebende Geländecharakter kann im Anhang aus Abb. 12, Abb. 13 und
aus dem digitalen Höhenmodell (siehe Abb. 14) ersehen werden.
Für diese Arbeit wurden nur die Daten von zwei WKA (Nordex N 43, NH 65 m und
Südwind S 46, NH 65 m) verwendet.
Beschreibung der Umgebung der N 43:
Diese WKA befindet sich ca. 565 m ü.NN in der Nähe der Bergkuppe Rothläufchen
(freie Anströmbarkeit ohne Parkverluste von Süd-Südost über West nach Nord).
Von Nord über Ost bis Südwest ist diese WKA von Wald umgeben, dessen Höhe
ca. 15 m beträgt. Von Südwest über West bis Nord befindet sich eine freie Fläche,
die ackerbaulich genutzt.
Der Standort ist mehr oder weniger ringsum von Kuppen (deren Höhen unterschied-
lich sind) und Tälern umgeben, so daß sich ein relativ bewegtes Relief bietet.

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2001
ISBN (eBook)
9783832453039
ISBN (Paperback)
9783838653037
Dateigröße
3.8 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Universität Trier – Geographie/Geowissenschaften FB VI
Schlagworte
windgeschwindigkeit windkraft windenergie topographie
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Titel: Vergleich unterschiedlicher Standorte Deutschlands im Hinblick auf das lokale Windgeschehen unter Berücksichtigung der kleinräumigen Topographie sowie der Lage innerhalb der BRD
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